CN106698874A - 一种畜禽粪便改良剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种畜禽粪便改良剂及其应用，所述畜禽粪便改良剂，按照质量百分比由以下组分构成：Al2(SO4)3·18H2O 20～25％，PAC 20～25％，Na2SO4 20～25％，MgSO4 19～25％，FeSO4·7H2O 4～6％，ZnSO4·H2O 4～6％。采用所述畜禽粪便改良剂处理畜禽粪便的方法为：按照上述配比将Al2(SO4)3·18H2O、PAC、Na2SO4、MgSO4、FeSO4·7H2O、ZnSO4·H2O配料，与水混溶得到质量浓度为30～40％的畜禽粪便改良剂溶液；按照250～300g畜禽粪便改良剂溶液/kg粪便/周的剂量喷洒到粪便中。

Description

一种畜禽粪便改良剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种畜禽排泄物的改良剂及其应用。
背景技术
畜禽排泄物中有20％～25％的营养物质不能被机体消化吸收，而随着粪便、尿排出体外，其中含有大量的未被消化吸收的蛋白质、尿酸等含N物质。这些含N物质，在粪便的堆积过程中由微生物发酵及其产生的酶类将蛋白质和尿酸转化成氨。氨气是一种有毒、无色而有强烈刺激性臭味的气体。氨气的水溶性很高，容易吸附在畜禽的皮肤黏膜和眼结膜上，从而对畜禽产生刺激并引发各种炎症。过高的氨气还可引起畜禽气管粘液增加，喉部、肺部充血水肿，食欲下降，机体的免疫力下降，以及对病原体感染的敏感性增加等。其中，超过20ppm浓度的氨气就能对家禽的健康产生副作用，导致家禽日增重及饲料转化效率降低；还对在家禽饲养场每天工作8-10小时的工人产生健康危害。
微生物活动是粪便氨气产生最重要的决定因素，其中巴氏芽孢杆菌(Bacilluspasteurji)是将尿酸转化成氨气的最主要细菌之一。另外，粪便的水分含量、pH值、舍内温度和通风量等因素也对氨气的产生和挥发有影响。并且，排泄物的pH值越高，氨气的挥发量则越大，在pH值为中性的溶液中NH3以NH4+的形式存在。有研究表明，当家禽舍中垫料pH值低于7时，NH3的释放可以忽略不计；当pH值接近7时，NH3开始释放。排泄物中尿酸最终转化成氨气需要多种酶的参与，其中脲酶在pH值6.0-6.8时活性最高。因此，控制粪便的pH值可以调节脲酶的活性，进而影响氨气的生成。
硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸氢钠均是处理畜禽粪便的常用酸性化合物，它们通过降低粪便或垫料中的pH值降低氨气的释放量。目前现有的市售粪便处理剂或改良剂有粪便处理剂，这些处理剂也是以硫酸铝和硫酸氢钠或硫酸亚铁为主要成分。已有文献报道，应用高剂量硫酸铝和硫酸亚铁与粪便混合可以降低肉鸡粪便的氨气释放量，但这些研究大多数是在粪便被清理出畜禽舍后再进行粪便处理，并且处理剂其用量至少占粪便干重的10％～20％以上，极易造成土壤铝和或铁污染。高剂量的硫酸铝、硫酸氢钠还易刺激畜禽的皮肤，产生炎症。而高剂量的硫酸亚铁则能使畜禽发生中毒、生产性能下降、死亡率增加等不良后果。此外，高剂量的铁残留在鸡粪中，如果不进行二次处理，极易污染土壤，影响植物生长。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种畜禽粪便改良剂及其应用。本发明的技术方案为：
一种畜禽粪便改良剂，按照质量百分比由以下组分构成：Al2(SO4)3·18H2O 20～25％，聚合氯化铝(PAC)20～25％，Na2SO4 20～25％，MgSO4 19～25％，FeSO4·7H2O 4～6％，ZnSO4·H2O 4～6％。
上述畜禽粪便改良剂的优选质量百分比组成为：Al2(SO4)3·18H2O 23％，聚合氯化铝(PAC)23％，Na2SO4 25％，MgSO4 19％，FeSO4·7H2O 5％，ZnSO4·H2O 5％。
采用所述畜禽粪便改良剂处理畜禽粪便的方法为：按照上述配比将Al2(SO4)3·18H2O、聚合氯化铝(PAC)、Na2SO4、MgSO4、FeSO4·7H2O、ZnSO4·H2O配料，与水混溶得到质量浓度为30～40％的畜禽粪便改良剂溶液；按照250～300g畜禽粪便改良剂溶液/kg粪便/周的剂量喷洒到粪便中。
上述方法中，所述按照250～300g畜禽粪便改良剂溶液/kg粪便/周的剂量中/kg粪便以干物质计算。
上述方法中，所述畜禽粪便改良剂溶液还可按照300～400g畜禽粪便改良剂溶液/m2畜禽舍/周的剂量喷洒到畜禽舍中。
上述方法中，所述方法优选用于处理网上平养肉鸡舍内的粪便。
上述畜禽粪便改良剂中各种成分的作用概述如下：
硫酸铝是酸性化合物，能通过降低粪便的pH值降低氨气的释放量；另外，硫酸铝溶于水后可以生成能吸附和沉淀出细菌的胶体絮状物，具有吸附细菌的作用，能降低分解尿酸微生物酶产生的效果。
聚合氯化铝是酸性化合物，能降低粪便的pH值；其溶于水后可以生成能吸附和沉淀出细菌的胶体絮状物，具有吸附细菌的作用；与硫酸铝相比，其絮凝体形成快，沉降速度快，但其消耗水平的碱度低于硫酸铝。
硫酸钠有吸湿性，能通过降低粪便的水分含量和pH值降低氨气的释放量；另外，硫酸钠可作消毒防腐剂，抑制粪便中微生物的繁殖。
硫酸镁是酸性化合物，能通过降低粪便的pH值降低粪便氨气的释放，同时，利用含硫酸镁的粪便给农作物或园艺植物当肥料，其效果超过其他土壤改良剂(如白云质石灰)对土壤的改良效果。
硫酸亚铁是酸性化合物，能降低粪便的pH值及抑制微生物的繁殖。
硫酸锌是酸性化合物，能降低粪便的pH值和抑制微生物的繁殖，且具有杀菌的作用；另外，锌离子可以与尿酸酶的氨基酸残基阴离子集合，抑制尿酸酶的活性，从而抑制尿酸向氨气的转化。
本发明通过合理设计硫酸铝、聚合氯化铝和硫酸钠的用量，三者配合降低粪便的pH值并抑制氨气的生成和释放，然后设计搭配不同来源和水平的微量元素，有效降低粪便的pH值，抑制细菌尤其是产生尿酸酶、脲酶的细菌繁殖，以及降低粪便的氨气生成和释放，促进畜禽健康；同时提高畜禽粪便中无机氮和NH4 +态氮的保存，降低可溶性活性磷的含量，提高畜禽粪便作为肥料的营养价值。
本发明的有益效果在于：本发明根据硫酸铝、聚合氯化铝和不同微量元素的理化特性和抑菌功效进行合理组合，所获得的粪便改良剂配方不但可以降低粪便的pH值，还能抑制氨气产生量达50％～70％，而且还能提高粪便中NH4 +态氮的浓度，降低粪便中可溶性活性磷的含量和病原菌大肠杆菌的数量，促进畜禽健康的同时提高畜禽粪便作为肥料的营养价值。此外，本发明使用的硫酸铁含量较少，并采用硫酸镁固住二价铁，可使之保持长期稳定。
附图说明
图1为本发明实施例2中畜禽粪便改良剂对畜禽粪便氨气累计释放量影响结果的曲线图，*表示与对照组相比差异显著(P<0.05)。
具体实施方式
本发明实施例中的网上平养是指在离地面80～120厘米处搭设网架(可用金属、竹木等材料搭架)，架上再铺设金属、塑料或竹木制成的网、栅片，鸡群在网、栅片上生活的养殖方式。鸡粪能通过网眼或栅片间隙落到地面上，并且堆积在地面上一个养殖周期，只有在鸡群出栏后才一次性清除。网上平养的方式可以避免鸡只与地面排泄物的接触，降低了肉鸡感染大肠杆菌、球虫病等的机会。但是，这种养殖方式最大的问题就是鸡粪在整个饲养周期内都堆积在鸡舍内，鸡粪产生的氨气不能完全随着鸡舍通风系统排出鸡舍，造成鸡舍内氨气浓度很高，尤其在冬季通风量很小的情况下鸡舍的氨气浓度大幅度升高。
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种畜禽粪便改良剂，按照质量百分比由以下组分构成：Al2(SO4)3·18H2O 23％，PAC 23％，Na2SO4 25％，MgSO4 19％，FeSO4·7H2O 5％，ZnSO4·H2O 5％。
按照上述配比将Al2(SO4)3·18H2O、PAC、Na2SO4、MgSO4、FeSO4·7H2O、ZnSO4·H2O配料，与饮用水混溶得到质量浓度为30％的畜禽粪便改良剂溶液；按照250g畜禽粪便改良剂溶液/kg粪便/周的剂量喷洒到网上平养肉鸡舍内的粪便中，共喷洒5周，每周只喷洒一次，按照第1、7、14、21、28、35天的喷洒方式，本实施例还设计了对照组，对照组的肉鸡粪便不进行任何处理。试验场地选择在同一个养殖场内建筑结构、通风条件和温度控制程序等完全相同的网上平养(堆粪)鸡舍6栋(长×宽＝100m×12m)：3栋作为对照组，3栋作为粪便改良剂添加组。选择1日龄的科宝(Cobb 500)肉仔鸡，随机分到每栋鸡舍内(公母各半)。饲养周期分1～21日龄和22～42日龄两个阶段；所有的鸡只均饲喂相同的试验饲粮。试验饲粮为玉米-小麦-豆粕-菜籽粕型饲粮，颗粒料；具体参考中国鸡饲养标准配制饲粮。饲养管理按《科宝肉鸡饲养管理手册》进行，按常规进行马立克、新城疫、传染性支气管炎、传染性法氏囊免疫，自由采食和饮水。
样品采集与测定：
(1)肉鸡的生产性能：按1～21日龄和22～42日龄两个阶段统计，计算体增重、耗料量和增重耗料比。
(2)鸡舍内氨气浓度：采样时间点是每周喷洒粪便改良剂前1天的夜间22点(参考文献：Gutiérrez-Zapata DM,Galeano-Vasco LF,Cerón-MF.Semiparametricmodeling of daily ammonia levels in naturally ventilated caged-egg facilities[J].PLoS One,2016,11(1):e0147135.)；采集气体的空间位置：高度为鸡背高度，每栋鸡舍纵向间隔20～25米取2个气体采集点(位于饲养肉鸡的铺网上方；距离外墙边2m处)，共计8个/栋气体测定点，利用便携式氨气测定仪测定其氨气浓度；8个测定点的平均值代表此栋鸡舍内的氨气浓度。
(3)粪便pH值、可溶性活性磷浓度和细菌数量：在每周测定氨气浓度之前，每栋鸡舍在8个气体采集点的下方收集粪便，每个采集点的粪便约取200克，混合后制备粪样。取50g粪样，加入50mL的蒸馏水，充分混合、溶解，取上清液，测定其pH值、利用水杨酸盐-硝基氢氰酸法测定其NH4 +浓度(351.2方法；美国环境保护局，1979)、利用抗坏血酸法测定其可溶性活性磷含量(424-G方法；美国公共卫生委员会，1992)。取10g粪样，加入10mL的灭菌蒸馏水，充分混合、溶解，取上清液，利用选择性培养基培养法测定粪便中的乳酸杆菌和大肠杆菌数量。
实验结果：对生产性能、粪便pH值、鸡舍内氨气浓度、细菌含量等数据采用SAS8.0中的T-Test进行分析，结果如表1～6所示。0.05作为所有数据的差异显著性检验标准。
表1 粪便改良剂对网上平养肉鸡生产性能的影响
表2 粪便改良剂对网上平养(堆粪)肉鸡舍内NH3浓度的影响(ml/L)
表3 粪便改良剂对网上平养(堆粪)肉鸡舍内粪便pH值的影响
表4 粪便改良剂对网上平养(堆粪)肉鸡舍内粪便NH4 +态氮含量的影响(g/kg)
表5 粪便改良剂对网上平养(堆粪)肉鸡舍内粪便可溶性活性磷的影响(mg/kg)
表6 粪便改良剂对网上平养(堆粪)肉鸡舍内粪便中细菌数量的影响(log10cfu/g)
注：表2～6中，*表示与对照组相比差异显著(P<0.05)。
实验结果表明：表1的数据显示网上平养鸡舍内喷洒本实施例的粪便改良剂在一定程度上提高了肉鸡1～21日龄、22～42日龄和1～42日龄的体重、体增重、采食量和饲料报酬。喷洒本实施例的粪便改良剂显著降低了网上平养鸡舍内氨气的浓度(见表2)、粪便的pH值(见表3)、可溶性活性磷含量(见表5)和大肠杆菌数量(见表6)，提高了粪便中NH4 +态N含量(见表4)，对粪便中的乳酸杆菌数量无显著影响(见表6)。并且，喷洒本实施例的粪便改良剂可使灌服沙门氏菌蛋鸡鸡蛋蛋壳的阳性率从第14～16天显著降低(见表4)，鸡蛋内容物的阳性率从第7天显著降低(见表5)。这些结果反映出本实施例的粪便改良剂降低了粪便的pH值，降低了粪便中氨气的生成和释放，提高了NH4 +态N的保存，降低了可溶性活性磷含量和大肠杆菌的数量。
实施例2
一种畜禽粪便改良剂，按照质量百分比由以下组分构成：Al2(SO4)3·18H2O 25％，PAC 22％，Na2SO4 24％，MgSO4 20％，FeSO4·7H2O 5％，ZnSO4·H2O 4％。
按照上述配比将Al2(SO4)3·18H2O、PAC、Na2SO4、MgSO4、FeSO4·7H2O、ZnSO4·H2O配料，与饮用水混溶得到质量浓度为35％的畜禽粪便改良剂溶液；采集多种畜禽粪便(猪、鸡、鸭、牛、羊)，混合后分成两份，一份按照300g畜禽粪便改良剂溶液/kg粪便/周的剂量均匀喷洒在粪便的表面，另一份作为对照组粪便不进行任何处理。然后将两份粪便密封22天，每天通过盐酸滴定硼酸氨，测定粪便中氨气的释放量；在22天后，对两份粪便采样，测定粪便pH值、无机氮、NH4 +态氮和可溶性活性磷含量，测定方法同实施例1。实验结果如表7所示。
表7 粪便改良剂对粪便pH值、无机氮、NH4 +态氮和可溶性活性磷含量的影响
注：*表示与对照组相比差异显著(P<0.05)。
结果表明：图1提供了本实施例的畜禽粪便改良剂对畜禽粪便氨气累计释放量影响结果的曲线图，图1表明喷洒本实施例的粪便改良剂从第3天开始显著降低了畜禽混合粪便中氨气的释放量；表7显示喷洒本实施例的粪便改良剂显著降低了畜禽混合粪便的pH值，增加了无机氮、NH4 +态氮的含量，降低了粪便可溶性活性磷的含量。
应当理解的是，对本领域普通技术人员而言，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应落入本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种畜禽粪便改良剂，其特征在于按照质量百分比由以下组分构成：Al2(SO4)3·18H2O 20～25％，PAC 20～25％，Na2SO4 20～25％，MgSO4 19～25％，FeSO4·7H2O 4～6％，ZnSO4·H2O 4～6％。
2.根据权利要求1所述的一种畜禽粪便改良剂，其特征在于所述畜禽粪便改良剂的优选质量百分比组成为：Al2(SO4)3·18H2O 23％，PAC 23％，Na2SO4 25％，MgSO4 19％，FeSO4·7H2O 5％，ZnSO4·H2O 5％。
3.一种处理畜禽粪便的方法，是采用权利要求1或2所述的畜禽粪便改良剂，其特征在于所述方法为：按照配比将Al2(SO4)3·18H2O、PAC、Na2SO4、MgSO4、FeSO4·7H2O、ZnSO4·H2O配料，与水混溶得到质量浓度为30～40％的畜禽粪便改良剂溶液；按照250～300g畜禽粪便改良剂溶液/kg粪便/周的剂量喷洒到粪便中。
4.根据权利要求3所述的一种处理畜禽粪便的方法，其特征在于所述畜禽粪便改良剂溶液还可按照300～400g畜禽粪便改良剂溶液/m2畜禽舍/周的剂量喷洒到畜禽舍中。
5.根据权利要求3或4所述的一种处理畜禽粪便的方法，其特征在于所述方法优选用于处理网上平养肉鸡舍内的粪便。
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