甘肃省小规模养殖场畜禽粪污机械化清理技术及机具

0 引言

畜禽粪污是人类几千年养殖历史中农业生产的重要肥料资源，利用好畜禽粪污对改善养殖地区人们的生活环境和防止农业面源污染都具有十分重要的意义。甘肃省是传统的牲畜养殖大省，随着全省在乡村振兴战略中扶持农村群众大力发展牲畜养殖，以牛羊为主的草食畜牧业逐步形成，然而随着养殖农户的不断增加，以家庭养殖和养殖合作社为主的小规模养殖场数量也随之增加，牲畜产生粪污对生活环境的污染也不断加重，2022年全省畜禽养殖粪污产生量达1.03亿吨，畜禽养殖产生的粪污清理不及时造成的污染已成为养殖地区的主要污染来源。

1  甘肃省畜牧养殖现状及粪污主要清理模式

1.1 养殖现状

甘肃省地处我国西北内陆的农牧结合区，是牛羊等牲畜的最佳适宜区，随着近年来大力发展畜牧养殖，全省牛、羊产业发展势头良好，牛羊饲养量及畜产品产量持续增加，畜牧养殖产业在全省农牧业生产中的占比也不断提高。2022年全省牛、羊、猪、禽存栏分别为531.8万头、2595.6万只、699.5万头和6130万只，同比分别增长3.7%、6.4%、2.1%和5.5%，出栏分别为247.8万头、2278万只、895.7万头和7561.2万只，同比分别增长0.4%、8.2%、6%和4.9%。全省羊存栏量位居全国第三，牛存栏量位居全国第九，畜牧业产值达658亿元，同比增长6.3%，在农业总产值中占比达27%，为稳定农业农村经济提供了有力支撑。2022年全省肉产量144万吨、牛奶91.8万吨，同比分别增长5.9%、37.8%，高于全国3.8%、6.8%的增速，较好地满足了市场对畜产品日益增长的消费需求。

1.2 主要清理模式

甘肃省畜禽养殖以中小规模养殖场（户）为主，全省40％的畜禽产品由散养户提供，牛羊等牲畜养殖已成为主要养殖区域农民致富增收的重要来源，然而甘肃省牛羊等牲畜主要养殖区以家庭养殖户和养殖合作社等小规模分散养殖为主，畜禽粪污机械化清理技术装备相对落后，机械化程度普遍较低，全省畜牧养殖机械化率仅为35%，大部分粪污处理还处于半机械化或人工作业形式。

1.2.1 人工清粪还田模式

人工清粪还田模式是指在牲畜养殖场圈舍内采用人力清理运输或人工清理后采用小型农用车辅助运输等形式，将牲畜的粪污清理收集后运送至固定场所堆放，然后再以农家肥形式施于农田。由于该模式对牲畜产生的粪污不经发酵和灭菌处理就直接施入农田，会导致氮、磷等重金属超标和沉积，同时存在滋生病菌和传播人畜共患病的危害，对施肥区域的地表水及环境也存在污染。

1.2.2水冲式清粪模式

水冲式清粪模式是通过冲水洗地形式将养殖场圈舍内粪便等排入沼气池内，在沼气池中经厌氧发酵后产生的沼气可作为燃料、照明等的能源，沼渣等可用于农家肥或有机肥原料，沼液通过发酵灭菌后可作为肥料施于农田。由于该模式中所需沼气工程建设的投资比较大，粪便在沼气池内的发酵受季节和温度影响因素大，而甘肃省牛羊等牲畜小规模养殖户主要在基础条件较差、牛羊等牲畜分散养殖的山区，沼气发酵工程设施建设和运营难度大，推广应用较少。

1.2.3 半机械化清粪模式

甘肃省小规模家庭养殖户主要采用半机械化清粪模式，该模式主要是利用简易旧铁板等制作的刮粪铲清理粪污，场地较大的养殖场则利用在小型拖拉机前悬挂铲粪斗改装的推粪车清理粪污，清理推堆后的粪污再利用小型农用车等拉至固定的地方发酵。大部分家庭养殖户和养殖合作社户受养殖场地等的制约，缺乏适宜的清理装备，随着牛羊等牲畜养殖数量的增加，养殖户对畜禽粪污的清理难度也随之增大，传统的半机械化清粪模式已不能满足养殖户对牲畜粪污的清理需求。

2  甘肃省畜禽粪污机械化清理现状及配套机具

2.1 大型养殖场

由于环保要求和政府政策支持，省内大型养殖企业和养殖场在建设初期就配备了粪污清理相关设备，普遍采用机械化技术和装备完成养殖场圈舍内粪污的收集清理，采用的主要机具装备为自走式清粪车、刮板清粪装置和小型装载清粪机等。大型育肥牛养殖场主要采用自走式清粪车或小型装载清粪机等粪污清理机具，直接将牲畜粪便运送至圈舍外或推送到圈舍粪沟内；奶牛养殖场主要是采用分链式刮板清粪装置或往复式刮板清粪装置等刮板式自动清粪技术装备来清理牲畜粪污。省内大型养殖主体都按要求建设了有机肥厂或有机肥生产车间，机具清理运出的牲畜粪便再采用畜禽粪便处理设备进行堆肥发酵，最后制成有机肥或有机肥原料。

2.2 小型养殖场

虽然国内农牧机械企业生产的大型畜禽粪污收集清理和处理利用装备种类较多，但普遍无法适应甘肃省家庭养殖户和养殖合作社等小型养殖场畜禽粪污收集清理的要求，而目前国内满足小规模养殖场的粪污收集清理装备品种少、适应性差，所以面对省内特殊的养殖模式和需求现状，酒泉市铸陇机械制造有限责任公司联合甘肃省农业机械化技术推广总站技术人员，开展模式研究和技术攻关，成功研发了适用于甘肃省养殖模式特点的畜禽粪污收集清理相关机具，根据不同牲畜的不同粪便形式，探索出了分段清粪、水冲分离清粪、装载式铲挖清粪等三种机械化清理技术模式及配套机具。

2.2.1 分段式机械化清理技术模式

根据甘肃省小规模养殖场圈舍普遍较小的现状，对育肥牛及羊等牲畜粪便采用分段式机械化清理的技术模式，主要是采用酒泉铸陇公司生产的9FLZ-1.1型装载式自走电动清粪机、9FD-1.0型履带式电动清粪机和9FL-1.0型轮式电动清粪机等小型电动清粪机完成牲畜粪污的推堆集中，再采用9FQ-200型刮板式粪污升运机将牲畜粪便提升装车，最后采用ZL-150型电动粪污运输车进行粪污运输，从而分阶段完成牲畜粪污的推堆、提升输送和运输。通过电动清粪机推粪、粪污升运机提升装车和电动粪污运输车运输的分段式机械化清理技术模式清理牲畜粪便，可减轻养殖户清粪的劳动强度、提高作业效率，能满足农村山区小规模养殖场的牲畜粪污清理要求。

2.3.2 奶牛粪污机械化清理技术模式

根据奶牛粪污的含水量大和奶牛养殖场地需要及时冲洗的需求，采用“水冲+固液分离”的清理技术，该技术模式主要是采用农村地区普遍使用的清洗水枪，将牛圈内奶牛粪污冲洗进粪污池中，再采用酒泉铸陇公司生产的11FL-260型粪污固液分离机，利用螺旋挤压原理将池内粪污进行粪污处理，固液分离后的粪水通过发酵灭菌后可作为肥料浇灌到农田，分离后的固体粪便可用于农家肥或有机肥原料，从而实现养殖业和种植业的良性循环。

2.3.3 结块粪便机械清理技术模式

在具有一定规模养殖的小型养殖场，针对养殖牲畜数量较多，固体粪便没未及时清理而压实结块的现实状况，采用酒泉铸陇公司生产的9F-16型前置装载式清粪机清理和ZL-150型电动粪污运输车运输的形式，将粪便运送至11F-10型畜禽粪便处理设备进行高温发酵制作有机肥原料。9F-16型前置转载清粪机可由农村普遍的504拖拉机和小型挖掘铲组合而成，可减少养殖户的支出和节省成本；11F-10型畜禽粪便处理设备可将牲畜粪便除臭和高温灭菌发酵，无害化处理后的粪污可撒施还田或作为有机肥原料。

3  存在的制约因素

3.1  产业发展规模化程度较低

近年来，随着小规模养殖场的逐年增加和改善农村人居环境的需求，畜禽粪污清理相关机具设备的需求逐渐增大，而国内适合甘肃省小规模养殖场模式的机械化清理机具较少，针对特殊需求，省内大型机械制造企业还没有开展相关机具的研发生产，目前涉足的中小农机企业研发水平相对滞后，有些研发机具还处于技术论证阶段，目前应用的机具可靠性和适应性还有待提高，畜禽粪污机械化清理相关机具装备的研发制造产业尚未形成规模；再加上目前养殖产业形式以小规模养殖为主，中小型养殖场缺乏标准化建设，其养殖产业模式也未形成规模，导致许多新技术、新机具推广困难。

3.2 机具装备与畜牧养殖场地融合性不高

在甘肃省传统的养殖地区，牛羊等主要牲畜养殖以家庭小规模养殖为主，养殖管理粗放，养殖场地圈舍形式多样，养殖主体在前期建设养殖圈舍时也未考虑后期采用机械化作业的需求，国内现有的先进适用机具在大多数养殖圈舍内作业困难，机具装备与畜牧养殖场地的融合性不高，影响了相关机具装备的推广应用，小型养殖场养殖形式多样，农机装备与畜牧养殖场地适应性差，为甘肃省小规模养殖场推广应用粪污清理机械化技术装备带来困难。

3.3 机具装备性能有待进一步提高

针对甘肃省中小规模养殖场特有的养殖模式和养殖场地的实际情况，酒泉铸陇公司及时研发生产了自走式清粪机、履带式清粪机和轮式清粪机等小型电动推粪机具，以及刮板式粪污升运机和电动粪污运输车等机具，采用锂电池作为动力源，没有燃油尾气污染，机具作业声音较小，可有效保护牲畜的养殖环境，但由于研发时间短、经费有限等原因，还存在轮式清粪机在清理作业时易打滑、粪污升运机的刮板输送链条易被卡和电动粪运输车续航能力较低等问题，现有机具的可靠性和适用性，需进一步优化设计和改进完善，以满足广大养殖户的使用要求。

4 发展建议

4.1 加强农机装备与畜牧养殖场地的融合力度

为加快甘肃省中小规模养殖场的标准化养殖，建议开展农机装备与畜牧养殖场地配套技术研究，探索适合家庭小规模养殖特点的畜禽粪污机械化清理技术模式和配套机具装备，在省内主要养殖区建立机械化清理作业试验示范点，示范开展小规模养殖场地标准化建设，开展相关技术模式和配套机具的试验示范和推广应用，同时依托企业带动养殖散户的形式，发展牛羊牲畜的标准化规模养殖，形成可复制、可推广的农机装备与畜牧养殖场地相融合的技术模式，加快推进小规模养殖场畜禽养殖粪污清理的机械化进程。

4.2 加大适宜高效新机具的科技创新和推广力度

根据小规模养殖场的养殖模式，针对不同牲畜粪便在机械化清理时的不同技术要求，研发先进适用的小型电动清粪机具，突破牛羊等牲畜粪污机械化清理、装车及运输等环节关键技术，针对现有推粪机在湿度较大的圈舍作业时易打滑的问题，改进完善推粪机的行走机构，采用履带式或装载式行走轮增加摩擦性能，提高机具的适应性和可靠性；对刮板式升运机的螺旋输送机构开展性能研究分析，创新结构设计、突破卡堵现象；适时研发适合甘肃养殖模式的中小型自走式电动清粪装备，满足中小规模养殖场畜禽粪污清理需求和保护牲畜养殖环境的要求，从而提高小规模养殖场机械化清理作业效率和作业质量。

4.3 加快小型养殖场规模化、标准化建设提升力度

在省内以家庭养殖户和养殖合作社等小规模养殖为主的县区，通过政府鼓励养殖户成立养殖专业合作社或扶持分散养殖户进行集中养殖，使牛羊等牲畜养殖形式逐步实现从一家一户小而散的养殖到规模化集中养殖的转变，使养殖场养殖模式逐步实现从各式各样小型化养殖逐渐向标准化规模养殖的转型，为提高机具装备与养殖场地的融合力度，大力推广粪污清理新技术新机具创造条件，加快小规模养殖场畜禽粪污清理的机械化进程，为进一步改善农村人居环境提供技术装备支撑。

参考文献

[1] 张中锋.畜禽粪污机械化清理制约因素及建议[J].农机科技推广，2020，214(08)：32-34.

[2] 张中锋.甘肃省畜禽粪污机械化处理技术推广效果分析[J].农机科技推广，2022，233(03)：19-20.

[3] 张中锋，石林雄,闫典明,等.甘肃省小型养殖场畜禽粪污机械化清理现状与对策建议[J].中国农机化学报，2020，41(6):64-68，82.

[4] 俞树红.我省畜牧业发展稳中向好[N].新甘肃·甘肃经济日报，2023-02-16(8).

[5] 闫典明，石林雄，张中锋，等.甘肃省小规模畜禽养殖粪污机械化清理技术初探[J].农业机械，2020，865(1):119-120.

[6] 康清华，张中锋.畜禽粪便固液分离机作业质量标准和检测方法探讨[J].农机质量与监督，2021，193(01):8-12.

[7] 李德鑫.畜禽粪污机械化处理[J].时代农机，2020，47(05):28-29.

[8] 李旺泽.发展牛羊产业推进脱贫攻坚[J].农村工作通讯, 2018(22):51-52.