【分享】蛋鸡舍的粪便干燥，原来有这么多门道

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今天来分享UGA家禽系柴立龙老师的一篇文章：蛋鸡舍的粪便干燥!

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蛋鸡舍的粪便干燥为什么重要？

假设一个蛋鸡舍有10万只入舍蛋鸡，那么每年产生的粪便就有1500-2000吨之多！

新鲜蛋鸡粪含有大约75%的水分，要储存也好、要作为肥料使用也好，必须得先经过干燥这一步。否则，高水分的粪便会让运输成本更高，病原体、细菌、苍蝇的繁殖速度更快，并且产生难闻的气味。此外，由于水分对鸡粪中氨气的产生和排放起着关键作用，湿粪往往会导致更高的「氮损失」。因此，粪便干燥系统是蛋鸡舍必不可少的一部分。

目前，商业蛋鸡养殖场的粪便烘干方法主要有4种：

• 传粪带+排气扇干燥 (manure belt drying with exhaust fans)
• 粪便干燥隧道或粪便干燥棚 (manure drying tunnel or shed)
• 传粪带加热烘干（air duct heating)
• 室内堆肥烘干 (in-house composting)
  

来一个一个瞅瞅！

传粪带+排气扇干燥

传粪带+排气扇干燥这个方法，是传统的笼养鸡舍和散养鸡舍的常见方法 （看下图）。一般而言，传粪带每3-4天会运行一次。在夏天，这3-4天的时间可以将水分从75%降低到20-30%，但在冬天，由于室内通风减少，干燥的幅度远远不够 —— 3、4天后，粪便的水分仍然可能在60-65%左右。

除了季节变化之外，影响粪便水分和干燥效率的另一个因素是饲料配方。有时候，为了鸡群的啄羽问题，养殖场会增加饲料中的盐水平。而饲料中的盐水平越高，蛋鸡的饮水量越高，从而增加粪便的水分含量。


蛋鸡舍中的传粪带（图片来自柴老师）

粪便干燥隧道 or 粪便干燥棚

考虑到新鲜粪便在冬季需要更长的干燥时间，一些蛋鸡养殖场正在使用「粪便干燥隧道」 或者粪便干燥棚（看下图） —— 粪便从鸡舍中移出后，在多层输送系统上均匀分布。粪便通过各层隧道时，由蛋鸡舍的排气扇或专门为烘干隧道安装的额外风扇就可以把粪便烘干啦。


粪便干燥隧道（图片来自柴老师）

对粪便干燥隧道系统而言，粪便的干燥速度与粪便重量、体积(表面积和厚度)、出风口的温度和相对湿度、以及烘干前后粪便的温度和水分有关。如果粪便干燥棚是用的独立的通风系统，而不是蛋鸡舍的排气扇的话，还要考虑环境空气温度和相对湿度。我们可以用这些数据来计算干燥的速度和需要的通风量。

来，我们来做个应用题！


已知：独立的粪便干燥室 (即不连接蛋鸡舍，不使用鸡舍废气)，要烘干1吨粪便，粪便的初始水分含量是60%，目标水分含量为30%。

求：需要交换多少空气？

答：初始粪便干物质 = 1000 x 40% = 400 kg；初始水分 = 1000 x 60% = 600 kg；

假设干物质在干燥过程中不变，那么目标水分 = 400 kg x 30% = 120 kg。

因此，需要去掉的水分 = 600 - 120 = 480 kg。

又已知，粪便干燥棚的进风口： 温度 = 5℃，相对湿度 = 44%， 进风口水分 = 2.4 g/ kg 空气，大气压 = 1 atm；

粪便干燥棚的出风口：温度 = 8℃，相对湿度 = 73%， 出风口水分 = 4.8 g/ kg 空气，大气压 = 1 atm；

那么，从粪便中去掉的水分 (g) = 空气交换 (kg) × [出风口水分 (g/kg) - 进风口水分 (g/kg)]。

得：需要交换的空气  = 480 x 1000 g / (4.8 - 2.4 g/kg) = 200,000 kg 空气。

可以看出，计算「通风量需要量」的关键因素之一是空气中水分的量与粪便干燥需要去除的水分量。

室内传粪带加热烘干

修建粪便干燥隧道或者独立的干燥棚毕竟需要额外的空间和投资。在没有这样的条件的时候，另一个加快粪便干燥的方法是室内传粪带的加热烘干。

比如在冬天，中西部的散养蛋鸡舍由于养殖密度比较低，本来就需要用到额外的加热系统来取暖。这时候，如果让热空气通过传粪带上方的管道进入室内 (看下图)，粪便干燥的效率就高很多 —— 在寒冷的天气下，3-4天便可以干燥到10-20%。

然而，这种方法也需要安装额外的设备，比如每个传粪带上方的风管。在散养蛋鸡舍体系下，已经有一些案例用上了这个方法。

不过还需要更多的研究来明确管道需要多少个洞、洞的大小、最佳空气温度和速度等等细节。


热空气通过传粪带上方的管道进入鸡舍内

室内堆肥烘干

在传统的笼养蛋鸡舍中，蛋鸡的笼子通常是几排多层的A字形笼子，新鲜粪便会从笼子后面的斜板上直接掉进下面的粪池，在那儿会储存一年以上的时间。粪池中的排气扇需要持续运转，来去除粪便中的水分。通常，在蛋鸡的一个生产周期结束时，粪便中的水分在35-50%左右。


传统笼养蛋鸡舍，粪便都在下面粪池中 （图片引自Koenig et al., 2005)

一些养殖场会在粪池里通过铺粪（windrowing， 把一堆一堆的小粪山铺平）来促进干燥。 与传统堆肥不同，鸡舍内的铺粪过程 (下下图) 会不断地有新鲜粪便的加入，并且这个过程没有额外的碳源。根据养殖场所在地区的气候条件，这样的方法可以让粪便的水分含量在移出粪池时降低到20-30%左右。





散养蛋鸡舍的粪便干燥

在散养蛋鸡舍中，大约有10-20%的鲜粪会落在垫料上(80-90%还是落到传粪带上)。

出于动物福利的考虑，散养蛋鸡舍必须要铺垫料，但想想看，地面上的高含水量的垫料（含水量 > 30%) 的可能导致结块，从而恶化鸡舍内的环境质量和蛋鸡的健康和福利。

怎么降低垫料的水分呢？通风是最主要的方式。通风的速度和时长会受到相对湿度的影响。除了通风外，清理垫料、或者定期在上面加新的垫料（比如每3-4个月加一次）也可以帮助保持垫料的干燥和好状态。


散养蛋鸡舍的垫料结块

总结一下吧

在传统蛋鸡舍中：传粪带+ 排气扇干燥或粪池堆肥是最广泛使用的方法。对于散养蛋鸡舍，定期移除垫料或是定期添加新的垫料可以帮助保持垫料的干燥。

在冬季，由于通风减少和环境温度低，高效干燥粪便是一个难题。上面讲到的粪便干燥隧道、粪便干燥棚、& 室内传粪带加热烘干的应用有助于加快烘干过程。不过，这些系统的空间和土地要求、以及建造和运营成本可能会是养殖场应用它们的阻碍。

为了鼓励养殖场采用这些新的技术，美国农业部有一系列的激励措施，比如「NRCS」环境质量激励计划(EQIP)、农村能源促进计划等。这些计划主要通过提供财务奖励或者成本分摊基金，来抵消养殖户应用新设备的成本。

来源：曦曦博士