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生物发酵床养猪技术


生物发酵床零排放养猪技术
研究与应用


一.前 言 二.发展进程



三.技术定义、原理、工艺 四. 影响生物发酵功能的因素 五. 生物发酵床与猪只安全措施 六. 效益分析 七.生物发酵床与规模化养猪 八. 讨



影响养猪效益的因素

环境 2 品种 1 市场 8 劳动 力 7 6 肉的 品质 营养 3

影响养猪 效益的因素

管理 4 疾病 5

2.影响我国养猪业可持续发展的重要因素

目前我国养猪存在的三大问题 Top 12 Pork Producing Countries – 2005 World Pork Exports世界猪肉出口 世界猪肉出口 我国畜禽污染情况 影响我国猪肉出口的主要因素
1,755 1,250 U.S.A 美国 989 1,229 墨西哥 3. U.S.A. 美国 9,392 9. Mexico 1,263 1,195 Canada加拿大 972 1,075 1,100 发达 4. Brazil 巴西 2,800 中 国 Philippines菲律宾1,100 10. 肉食品安全问题(出口)国 家 微量元素:铜、锌、砷、铅、 总量达到27.5亿吨,其中 Brazil 巴西 621 745 725 5. Canada仔 猪 加拿大 1,91517~20 S. Korea 韩国 11. 11~13 China 383 400 二氧化硫、过氧化氢残留超标 总氮 87万吨 415 1,036 中国 Others 其他 151 124 147 台湾 育肥猪 6. Vietnam 越南 总磷 1,850 3~5 12. Taiwan 1~2 920 34.5万吨 Total

有机污染负荷(COD)超过 疾 2004 7. 情 2005 猪 场病 问 题 况 俄国 1. China中国 49,685 死 亡 Russia 2006 (F) 抗生素残留超标日本 E.U. 工业废水和生活污水的总和 1,436 8. Japan 1,450 1,430 欧盟 2. E.U.-25 欧盟 21,200

Thousand Metric Tons 千吨

2005年猪肉生产前 名 年猪肉生产前12名 年猪肉生产前 (‘000 Tonnes 千吨 )

合 12~15 肉质(风味)、色泽 BOD 600万吨 5,100 4,552 5,003 总共 Source: USDA/FAS COD 647万吨

环境污染问题 计 18~25

二、发 展 进 程

1、发



地 发明人是日本 川佃悟郎

该技术研制于上世 纪60年代末期 60年代末期

生物制剂(洛东酵素)是由日本 洛东化成工业株式会社生产 1977年获得日本政府颁发的生产 1977年获得日本政府颁发的生产 许可证和推广使用证 该 术 60%)} 60%)} 达

2、洛东技术在国内测试情况
2005年4月由福建省环保局 引进日本洛东生物发酵舍零排 放养猪技术 在15个中型猪场进行测试 2007年12月28日通过专家评审

组建福建洛东生物技术有限公司 (中日合资企业)

3. 政 府 和 企 业 的 推 动

领导(批示)搭台 学会把关 协会推广 集团领跑

4、洛东技术在国内推广情况
目前全国已 有28省市使用 28省市使用 该技术 建设使用规模 :猪只存栏数 已达600万头 已达600万头 该技术已经 得到中国政府 部门的认可

5、生物发酵床零排放养猪技术在国内的发展现状
日本、韩国、台湾地区、中国大陆 有混合均匀后发酵、有接种在垫 料表面的。 有翻动的、有不翻动的。

发酵床接种 技术来源 目前国内推广生物发酵床养猪技术的
已有约30余家。

有使用3年左右的、有 开发企业 发酵床的管理 纳豆芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、光 使用6~9月的。 合菌、枯草芽孢杆菌等。 有进口的,有国产的 生物发酵舍零排放养猪技术、自然养 ,有多种菌种组合, 使用的微生物 发酵床应用时间 猪法、懒汉养猪法、生态养猪法、垫 有单一菌种的。 料养猪法等。

名称叫法

猪只存栏总数在 菌种来源及组合 650万头。

有特定的、有不特定的。

发酵床原料

目前总规模

6、生物发酵床零排放养猪技术能实现的目标
改善猪只栖 息环境 适用于中大型猪场 和规模化养猪 提高猪只免疫力, 减少猪只疾病

提高经 济效益 粪尿零 排放

生产无 抗猪肉

三、生物发酵床零排放养猪技 术的定义、原理、工艺

1、技术定义
耗掉氧 纳豆菌+酵母菌 双歧杆菌+乳酸菌

建立猪只体 内的益生菌的 强势菌群。

从猪只体内 、体外双重 阻断病原微 生物的入侵

建立猪只栖 息环境的益生 菌强势菌群。

乳酸菌等

纳豆菌+酵母菌

2、技术工艺
微生物发酵工艺流程
谷壳、锯末、米糠、纳豆菌 水 分

垫 料 猪 出 栏 纳豆菌 酵母菌 生物发酵床维护和管理

调节水分 粪 尿 摊 开 垫 铺 料 平

搅拌均匀

水 进猪饲养 生物发酵床 粪尿发酵分解 发 酵

3、技术原理
添加菌种 发酵床 第一次翻堆

生物床的发酵原理

生物发酵床微生物对猪粪的分解原理
垫料使用中 发酵完毕 活菌数10 活菌数 7个/g

纳豆菌在体内的工作原理 纳豆菌在体内的酶解原理
纳豆芽孢杆菌 原籍有益菌 原籍有害菌

四、影响生物发酵床功能的因素

1、建立生物发酵床的目的
添加菌种 垫料中寄生虫幼虫的变化情况 发酵床 第一次翻堆 温度对病毒的影响 温度对致病细菌的影响 温度对寄生虫幼虫的影响

温度 时间 杀灭率 60°C 30min 杀灭寄生虫虫卵 第一次发酵 100 温度对致病菌的影响 猪瘟(HCV) 10min 100 56°C 60°C 6~20min 猪肺炎支原体 55°C 垫料发酵过程中 15min 100 大肠杆菌 100 猪口蹄(Aphthae epzootieae) 的温度变化曲线 70°C 15~26min 30min 100 60°C 猪李氏杆菌 70°C 30min 死亡温度 100 名称 适宜生长温度 60°C 60°C 6~20min 猪伪狂犬病(PRV) 55°C 30min 猪坏死杆菌 15min >65°C 100 100 蛔虫 18~35°C 沙门氏杆菌 100 杀灭病原微生物 56°C 56°C 15~20min 猪细小病毒(PPV) 30min 100 钩端螺旋体 56°C 30min >70°C <-12°C 100 旋毛虫 20~30°C 66°C 猪生殖与呼吸障碍综合症(PRRS) 56°C 15~20min 6~20min 100 支气管败血波氏 结核分枝杆菌 100 食口线虫 25~27°C >60°C 活菌数10 活菌数 8个/g 垫料使用中 发酵完毕 56°C 30min 100 100 60°C 56°C 60min 杆菌 猪蓝眼病(BE) 240min 巨吻棘头虫 23~38°C 50~60°C/15~30min 化脓性链球菌 54°C 56°C 10min 100 100 进猪饲养期间 建立纳豆菌的强势菌群 气肿疽梭菌芽孢 猪凝血性脑脊髓炎病毒(HEV) 30min 布氏姜片形吸虫 26~37°C 第二次发酵 110°C 30min >60°C 100 杆菌 志贺氏杆菌 55°C 60min 100 轮状病毒(RV) 60°C 30min 100 破伤风梭状芽孢 伤寒沙门氏杆菌 55~60°C 30min 100 100°C 56°C 180min 100 100 流行性病毒性腹泻(EVD) 15min 杆菌 50°C 15min 猪痘(Variola Suiila) 58°C 10~20min 5min 猪丹毒杆菌 100 肉毒梭菌芽孢菌 120°C 100 100 70°C 15min 炭疽杆菌芽孢菌 100°C 10min 100 病原微生物 猪巴氏杆菌 60°C 原籍有益菌 15min 100 纳豆芽孢杆菌 名称 溶血性大肠杆菌 未发酵时

2、建立生物发酵床的两个决定因素
原料 比例 谷壳 60% 40% 6kg/m? 菌种组合:纳豆+酵母

几种微生物的生长条件

锯末

米糠

纳豆菌 300g/m?

菌种名称 纳豆芽孢杆菌 酵母菌表层 光合菌 乳酸菌 粪球菌
中部 底部

生长温度 15~75℃

最佳生长温度 最高耐受温度 35~45℃

PH值 5~8 3.5~7.5 6~8 6.5~8.5 5~7.5

主要原料 100℃

原料选择纳豆为主+酵母 无 污 染 10~47℃ 20~30℃ 60℃
20~30℃ 15~45℃ 10~45℃ 25~28℃
乳酸+酵母 酵母+纳豆

60℃ 无霉变 65℃ 60℃

菌种选择

35~40℃ 35~40℃

3、维持生物发酵床健康、稳定之目的
保持益生菌的强势群体,减少猪只疾病
蒸发 蒸发

降解有害气体、净化猪只栖息环境
尿 液

降解粪尿有机物,蒸发粪尿水分

4、影响生物发酵床健康、稳定之因素
水分、氧气、酸 抗生素、高铜 碱度、碳氮比、营养 锌、消毒药、垫料厚 垫料厚度、体积要求 、温度。 度、体积、杂菌污染 。

微生物生存 名称 条件因素
厚度 体积

最低/最高 50~90cm /

外界条件因 素最小
/ 15m?

饲料当中不添加 洛东酵素

5、半死床、死床的变化因素
健康生物发酵床与不健康床的区别 名称 益生菌总量 病原菌总量 粪便降解 氨味 臭味 霉味 垫料中心温度 垫料中心水分 PH值 健康发酵床 108 /g以上 104 /g以下 完全降解 无 无 无 40~45 30~45% 7~8 半死床 104 /g左右 104 /g左右 降解部分 轻 轻 轻 20~35 20%以下, 50%以上 6.5~7.2 死床 104 /g以下 108 /g以上 不能降解,垫 料吸附 浓 浓 浓 15~25 50~65% 6~7

6、霉菌与生物发酵床
健康的生物发酵床不利于黄曲霉生长
黄曲霉与生物发酵床 名称 黄曲霉 生 物 发 酵 床 上层 15cm 中层 25~50cm 下层 15cm 生长水分 17~20% 55~65% 30~45% 25~35% 生长温度 20~40°C 空气温度 40~45°C 30~35°C 最佳生长 温度 25~32°C 空气温度 ~ ~ 相对湿 度 85%以 上 85%以 上 ~ ~ 氧气 好氧 高氧 弱氧 无氧

7 .洛东酵素的功能和作用
改善体内微生态环境

洛东酵素A—90的有效成分 生物发酵床处在半死亡状态,益生菌的强势菌群 改善空气环境 缩短饲养时间 k 对控制发病率和死亡率的贡献 60~70% 不能形成,发病率和死亡率增加。 纳豆芽孢杆菌≥1.0x105/g菌数 纳豆菌等 对日增重和饲料转化率的贡献 30~40% 空气质量得不到良好的改善,呼吸道疾病增多。 改善体外微 淀粉酶 纳豆菌等 洛东技术 体内微生态环境得不到改善,消化道疾病增多。 生态环境 蛋白酶 淀粉酶≥2000W.GV/g 日增重降低。 饲料转化率降低。 提高采食量 改善栖息温度环境 蛋白酶≥500F.LV/g 对控制发病率和死亡率的贡献 30~40% 饲养周期增长。 蛋白酶 经济效益下降100元左右。 淀粉酶 改善猪的运动环境 对日增重和饲料转化率的贡献 60~70% 提高日增重 时间稍长一些,生物发酵床死掉,成为一个有害 微生物的培养基,造成疾病流行
k

饲料中不添加洛东酵素的危害 酬 洛东酵素的贡献概率分布 提高饲料报

五、生物发酵床与猪只安全措施

1、生物发酵床与疾病控制
消 毒 防疫注射 驱虫及动物保健 病猪治疗 死猪处理 生物发酵床被病原菌污染后的处理

2、生物发酵床与日粮配方
国内纳豆菌对抗生素耐受性 药物对几种芽孢菌的杀灭率 寒天培地中の添 現れた菌数 纳豆芽孢杆菌 阻害0率 抑菌圈∮mm 含量(μg.片—1 ) 药物 枯草 抗生素 名称 水溶性 抗生素 水溶性 寒天培地中の添加剤 腊样 現れた菌数 阻害率 加剤濃度 (CFU/?????) (%) 饲料中不使用抗生素濃度 卡那霉素 3043.4 3439.1 复方烟酸诺氟沙星注射液 (CFU/?????) 42.4 (%) 庆大霉素 120 01g/1000kg 黄芪多糖注射液 甲硝唑 可溶性 痢菌净 溶け残りあり 1000g/1000kg 链霉素 1050.9 0.1g/1000kg 乳酸环丙沙星注射液 100g/1000kg 利福平 料 加 工 5 39.7 800g/1000kg 饲 复方酒石酸泰乐菌素注射液 土霉素 溶け残りあり 1000g/1000kg 磺胺六甲 溶け残りあり 30 80g/1000kg 万古霉素 复方壮观-林可霉素注射液 41.6 100g/1000kg 四环素 30 500g/1000kg 恩乐沙星注射液 可溶性 杀菌 强力霉素 500g/1000kg 乳酸环丙沙星 可溶性 氯霉素 30 50g/1000kg 饲料中可不使用有机砷 伊维菌素注射液 0 50g/1000kg 克林霉素 2 1000g/1000kg 泰乐菌素注射液 可溶性 35.6 磺胺五甲 1000g/1000kg 克林霉素 可溶性 诺氟沙星 10 100g/1000kg 对乙酰氨基酚注射液 15.8 100g/1000kg 红霉素 15 250g/1000kg 氟苯尼考 溶け残りあり 100g/1000kg 磺胺对甲氧嘧啶注射液 48.9 泰妙菌素 不能使用高铜高锌 可溶性 青霉素 10 25g/1000kg 10g/1000kg 博落回注射液 34.9 头孢噻吩钠 30 长效盐酸土霉素注射液 31.8 双黄连 可溶性 200g/1000kg 40 0 70 注:1.各种 注意能量浓度 036.4 0 100 菌耐受力都 1240.6 58 47.3 45.0 0 100 较弱。2.本 2527.3 62 资料来源于 43.6 30.3 68 38.2 27 47 《西农大学 57.3 32.860 34.5 减少酸化剂用量45.5 0 报》第29卷 100 24 38.4 0 36.0 100 第6期,黄 0 台旺,朱丽 100 32 0 0 8 100 0 亚等。 100 16 31.8 0 32.6 减少酶制剂用量100 63 42.7 37 16.2 0 18.4 100 0 100 36 23.6 25.284 25.2 0 100 42 78 29.1 34.5 34.4 52 25.8 27.4 110 0

注:1.药物浓度为50ml营养液+300药物注射液,37°C培养24h左右 2.本资料来源于《添加剂世界》:湖南省微生物研究所周映华、李秋方等 。

3、生物发酵床与妊娠母猪
适当降低日粮营养浓度、增 大日喂量。 管理好垫料,让垫料健康。

限位栏饲养

半限位栏饲养

新垫料中添加部分使用时间 较长垫料。

妊娠母猪吃垫料的危害
纤维过高会影响营 养物质的吸收。

减少妊娠母猪吃垫料措施

如果垫料霉变,会 影响胎儿发育。

4、生物发酵床与哺乳母猪

目前已使用 的几种类型

与传统高床 比较之优点

建筑成本低 初生猪接触垫料,提早建立消化 道菌群平衡 母猪保暖 减少母猪乳房炎

5、猪只度夏措施
负压水帘降温 淋 水

屋顶具备隔热层 负压水帘降温 负压喷雾降温 负压抽风降温
外界 空气 通过 水帘 降温

增大生物发酵床表层湿度

6、生物发酵床的护理与管理
垫料的管理: 垫料的护理:

调节水分 生物发酵床的护理 厚度 面积和体积 检测PH值 饮水的散水排放 空圈、不空圈发酵 检测温度 生物发酵床的管理 上层洒水降温管理 垫料承载能力(猪只密度)管理 调节营养 垫料比例变化管理 死床和半死床的恢复 疏松垫料供氧 注:有的需要光照

六、效







辽宁黑山县志旺猪场测试结果(08.07) 河南新乡双桥猪场测试结果(08.12) 湖北桑梓湖种猪场测试结果(08.05) 辽宁黑山县志旺种猪场测试结果(08.05) 湖北桑梓湖种猪场测试结果(08.04) 1.经济效益分析
规模:244头育肥猪测试(11~109kg) 规模:育肥猪(后期)57头,无一头死亡 出栏一头肉猪多赚100元左右(直接效益) 规模:经断奶仔猪5010头测试,死亡160 规模:经育肥猪152头测试,无一头死亡 头 育成率:对照组死亡2头,洛东组无死亡,提高 规模:经断奶仔猪500头测试,死亡10头 1.67% 育成率:100% 育成率:育成率96.8%,比传统饲养的育 一头种母猪一生多创造450~500元(多产 平均日增重:对照组790g,试验组960g,提高 育成率:比传统饲养的育成率98%提高2个百分 育成率:育成率98%,同比提高3个百分点 成率85%提高11.6个百分点 2胎) 21.52% 点 平均日增重:对照组770g,洛东酵素组1000g ,提高29.87% 饲料/增重(:1):对照组2.8:1,试验组2.48 饲料/增重(:1):下降0.13 平均增重:平均每头增重提高2.94kg( 保育舍仔猪育成率提高10%左右 :1,提高12.9% 饲料/增重:降低8% 28.14kg~25.2kg) 增加经济效益(每头):节省饲料费32.29元+ 饲料/增重(:1):对照组3.47:1,洛东酵素 药费下降32元+节省水电人工15.8元+降低死亡损 组3.08:1,提高12.66% 育肥猪育成率提高2%左右 失8.5元=89元 饲料消耗降低:13%

2 .环保效益和社会效益

环保效益

1. 无污水和粪尿排放; 2. 降低氨气和臭气等有害气体的排放; 3. 减少苍蝇蚊虫的滋生。

社会效益

1. 提供无公害肉食品; 2. 有利于人类的身体健康; 3. 有利于养猪业的可持续发展。

七、生物发酵床与大型规模化养猪

生物发酵床系统 除湿供氧系统 猪只监控 垫料监测 消毒系统 温控系统 供水系统 给料系统 生物发酵床系统 运输
运输 机械调制混合 输送系统

温 控 系 统 摊开铺平
自由采食

进风口安装 堆积发酵 生物发酵 垫料原料 水泵 空气过滤器 给 发酵车间 统 消 毒 系 统 料 系 保育、育肥 两次 床养猪 饲料厂 猪场仓库 喂料器 自动喷雾药 设置喷雾现场 调节垫料处理 药物调剂 开启电源 、后备母猪 定点抽样 化验检测 检测结果 猪舍摄像头 连接剂桶 监控室 时间 诊断 加热器 相关各项方案 温控室 猪舍温度设置 舍内风 限 控制室 风机转速设置 纯净水 检 启动风机开关 垫 料微型 测 猪只自 深水井供 水 系 统 水塔 直饮水器 喂 速设置 动饮水 挖掘 量 机 现场测温 除湿供氧系统 猪只监控系统 智能化母猪 妊娠、空怀 温度检测自 除病原微生 管理系统 、公猪 定期堆积 日常维护 有机肥料 肥料车间 动启动 物、重金属 发酵 管理 调制加工 使用3~4年 不定期堆积发酵

1、工厂化养猪的各种系统

六、讨 论
垫料的开发应用 菌种研究 行业规范 菌种选择 定义 原料的开发 菌种组合 标准 原料的组合 菌种训化 名称 原料的持久耐用 工业化生产菌种的工艺、设备和技术 操作

关爱环境! 关爱环境! 关爱动物! 关爱动物! 关爱人类健康! 关爱人类健康!

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