顏海龍,李紅瞻,王有良,昝林森,辛亞平*
(1.河南省洛寧縣動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南 洛寧 471700;2.楊凌億鑫生物能源科技開(kāi)發(fā)有限公司,陜西 楊凌 712100;3.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
蘋果木醋液對(duì)畜禽糞便的臭氣降解試驗(yàn)
顏海龍1,李紅瞻3,王有良2,昝林森3,辛亞平*3
(1.河南省洛寧縣動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南 洛寧 471700;2.楊凌億鑫生物能源科技開(kāi)發(fā)有限公司,陜西 楊凌 712100;3.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
[目的]木醋液對(duì)畜禽糞便的臭氣降解試驗(yàn)。[方法]將鮮糞和木醋液按0%,2%,4%,6%比例混合,在常溫下存放,每天測(cè)定試驗(yàn)瓶?jī)?nèi)的NH3含量,作為除臭標(biāo)準(zhǔn)。[結(jié)果]顯示4%及6%混合組能有效降解臭氣含量,而4%與6%差異不顯著,所以生產(chǎn)上建議用4%進(jìn)行除臭。[結(jié)論]木醋液都有很好除臭作用,在畜牧生產(chǎn)實(shí)際中有很好的實(shí)用價(jià)值。
木醋液;新鮮糞便;除臭
隨著畜牧業(yè)的規(guī)?;⒓s化發(fā)展,畜禽糞便帶來(lái)的污染越嚴(yán)重。畜禽糞便所產(chǎn)生的臭氣對(duì)環(huán)境的污染不斷加劇。這些臭氣能帶來(lái)很大的傷害,能刺激人的三叉神經(jīng)和嗅覺(jué)神經(jīng),導(dǎo)致呼吸中樞系統(tǒng)中毒紊亂,這些臭氣造成大氣污染不但對(duì)人類的健康造成嚴(yán)重威脅,而且使生活在畜舍的動(dòng)物健康損及生產(chǎn)性能減弱。以NH3為例,如果仔豬生活環(huán)境中NH3的濃度達(dá)到0.005%和0.01%會(huì)使增重分別下降12%和30%;蛋雞舍達(dá)到0.005%會(huì)使雞的呼吸頻率下降,產(chǎn)蛋量降低[1]。為了減少畜禽糞便對(duì)環(huán)境的危害,畜禽糞便的無(wú)害化處理和資源化利用,就顯得越來(lái)越重要。
木醋液也叫植物酸,是在木材干餾過(guò)程中得到的一種赤褐色混合物,含有酸、醇、酚、酮等多種有機(jī)物,其中大多是微量成分。蘋果木醋液是將果園剪下來(lái)不用的枝條在木炭窯燜燒產(chǎn)生煙氣使其自然氣冷凝結(jié)成為液體,再經(jīng)過(guò)提煉去除不良成分而成的液體,呈淡褐色至茶褐色,半透明液,有獨(dú)特?zé)熝銡?,味酸,pH 值2.5~3.5,比重1.005以上[2]。
木醋液起源于17世紀(jì)的歐洲,18世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)入日本。早期主要是將粗木醋液用來(lái)提煉丙酮、乙酸、甲醇等工業(yè)產(chǎn)品。在二次世界大戰(zhàn)的末期,由于物資匱乏,日本大量生產(chǎn)木醋液,以便提取其中少量的輕質(zhì)油做戰(zhàn)爭(zhēng)航空油,而將剩余的大量木醋液當(dāng)作廢棄物隨處排放[3]。
我國(guó)對(duì)木醋液開(kāi)發(fā)及應(yīng)用的研究相對(duì)較晚,始于20世紀(jì)80年代末期。平安等人介紹我國(guó)研究主要集中在木醋液的生產(chǎn)、精制、成分分析和抑殺菌效果上,應(yīng)用主要在食用菌、蔬菜、大田作物以及飼料添加劑上[4]。而且各方面的研究報(bào)道都比較少,報(bào)道的也很不全面。進(jìn)入21世紀(jì),見(jiàn)有為數(shù)不多的幾篇有關(guān)木醋液作為飼料添加劑的研究報(bào)道。過(guò)去,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)藥、化肥等化學(xué)合成物質(zhì)的依賴,以及畜牧業(yè)對(duì)抗生素的濫用使得阻礙了我國(guó)對(duì)木醋液的研究應(yīng)用[5]。
近年來(lái),人們生活水平提高的同時(shí),也加強(qiáng)了食品安全意識(shí)、生態(tài)意識(shí)、健康意識(shí),綠色食品、藥物殘留、可持續(xù)發(fā)展已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),人們開(kāi)始尋找和研發(fā)各種綠色產(chǎn)品。這為木醋液在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上推廣應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間,也為中國(guó)目前大量廢棄植物資源的充分利用提供了一條新的途徑[6]。
木醋液作為天然藥物具有低毒 、無(wú)殘留、不易產(chǎn)生耐藥性、成本低、提取簡(jiǎn)單等多種優(yōu)點(diǎn)。木醋液具有無(wú)毒無(wú)害無(wú)殘留,生產(chǎn)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)原料來(lái)源廣等特點(diǎn),木醋液在處理畜禽糞便污染方面具有很大的潛力,將養(yǎng)殖場(chǎng)用木醋液降解臭氣,改善周圍環(huán)境。
本文將不同濃度木醋液與糞便混合堆放進(jìn)行除臭試驗(yàn),采用的是以NH3濃度為臭氣度的衡量依據(jù),用氨氣測(cè)定儀進(jìn)行直接氣體測(cè)定,方便、時(shí)效、相對(duì)準(zhǔn)確。這樣就避免了用化學(xué)方法在測(cè)定過(guò)程中氣體成分的改變及測(cè)定時(shí)的失誤。
錐形瓶、天平、手套、取樣袋、氣體測(cè)定儀、鑷子、膠頭滴管、移液管、溫度計(jì)、去離子水、蛋白胨、牛肉膏、氯化鈉、氫氧化鈉、瓊脂、75%酒精。
蘋果木醋液:由陜西億鑫生物能源科技開(kāi)發(fā)有限公司提供。
新鮮畜禽糞便:采于西北農(nóng)林科技大學(xué)三站養(yǎng)殖場(chǎng)(肉牛、奶山羊、育肥豬、蛋雞)。
1.2.1 試驗(yàn)處理 各組分別稱取200g從養(yǎng)殖場(chǎng)現(xiàn)取的新鮮豬、雞、牛、羊糞便,要求干濕度適中。將
原醋液與畜禽糞便按照0%2%4%6%的比例混合均勻,并分別設(shè)各個(gè)處理組為a、b、c、d組,其中a組為對(duì)照組。將處理后的糞便裝入試驗(yàn)瓶中,采用瓶蓋背面朝下并自然蓋于瓶口的方式存放。
1.2.2 試驗(yàn)記錄 從處理糞便的第二天開(kāi)始,每天用氣體測(cè)定儀測(cè)定各試驗(yàn)瓶?jī)?nèi)NH3的濃度,連續(xù)測(cè)定10d。測(cè)定要求定時(shí)、定位。
經(jīng)測(cè)定各種畜禽糞便的化學(xué)成分(見(jiàn)表1)。由表1可見(jiàn),牛糞的氮和磷最低(分別為0.32%和0.25%),雞糞的氮和磷最高 (分別為 1.63% 和1.54%)。羊糞的有機(jī)質(zhì)含量最高(31.4%)。
表1 畜禽糞便的化學(xué)成分
從2013年4月27日到5月6日,蘋果木醋液處理牛糞、豬糞、羊糞和雞糞后,連續(xù)10d測(cè)定NH3濃度變化情況,記錄NH3濃度數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)經(jīng)木醋液處理后NH3在一定程度上都比對(duì)照組低,并且隨著木醋液濃度的增加對(duì)NH3濃度的降解越多,在豬、羊、雞的糞便處理上都比較明顯,而在牛糞上效果相對(duì)差一些。對(duì)木醋液進(jìn)行4%、6%稀釋有明顯優(yōu)于對(duì)照組和2%稀釋對(duì)NH3的降解效果(P<0.05)。
由于糞便產(chǎn)生的臭氣中含有的主要元素為C、S、N,并測(cè)得主要?dú)怏w為NH3。因此本文就直接以NH3作為畜禽糞便產(chǎn)生臭氣的依據(jù),作為臭氣降解的判斷標(biāo)準(zhǔn)[7]。
各種畜禽糞便經(jīng)木醋液處理過(guò)后NH3在一定程度上都比對(duì)照組低,并且隨著木醋液濃度的增加NH3濃度降解越多,然而,在不同畜禽糞便上表現(xiàn)出了不同的效果;在羊糞、豬糞和雞糞上處理效果都比較明顯,而在牛糞上效果相對(duì)差一些。這應(yīng)該是每種畜禽的食性及生理特性不同所導(dǎo)致的。經(jīng)測(cè)定各種畜禽糞便的成分(表1),在這幾種畜禽糞便中,牛糞中N元素的含量最小為0.32%,僅為羊0.65%的一半不到。這就導(dǎo)致了牛糞的臭氣以NH3形式釋放比其他畜禽的相對(duì)較少,至于木醋液是否降解了牛糞產(chǎn)生的其他成分的臭氣尚需做進(jìn)一步研究。
由于雞生理上的特殊性,導(dǎo)致糞、“尿”同時(shí)排出,所以,測(cè)定的NH3中既有糞產(chǎn)生的又有"尿"產(chǎn)生的,對(duì)雞糞臭氣降解就更為重要,本試驗(yàn)中木醋液對(duì)雞糞的處理效果也非常明顯,且隨著堆放時(shí)間的增長(zhǎng),呈下降趨勢(shì),這與馮健等人的研究是一致的,也是呈下降趨勢(shì)。而與曹蘭等人的研究結(jié)果不同,他們的結(jié)果顯示NH3濃度隨糞便堆放時(shí)間呈上升趨勢(shì),這可能是因?yàn)槎逊艞l件不同所導(dǎo)致的,曹蘭等人的試驗(yàn)中是將糞便堆放在試驗(yàn)倉(cāng)中,這樣的條件使得氣體無(wú)法擴(kuò)散到空氣中而在試驗(yàn)倉(cāng)中沉積,而本文和馮健等人的研究都是將糞便放在試驗(yàn)瓶中進(jìn)行,用瓶蓋背面向下自然蓋在瓶口,瓶口處有一定的空隙,加之密度比空氣小,NH3濃度自然會(huì)減少,養(yǎng)殖場(chǎng)糞便堆放也是能和大自然進(jìn)行空氣交換的,這樣處理其實(shí)很符合實(shí)際生產(chǎn)[8]。
另外,對(duì)木醋液進(jìn)行4%、6%混合組明顯優(yōu)于對(duì)照組和2%混合組對(duì)NH3的降解。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中我們可以對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便添加4%或6%的木醋液進(jìn)行處理均可有效改善養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境空氣,考慮到降低成本,建議使用時(shí)混合4%木醋液即可。
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,木醋液對(duì)畜禽糞便處理具有殺菌、抑菌、除臭多重功效,這是由木醋液中復(fù)雜的化學(xué)組成成分做決定的,它們一些物質(zhì)有殺菌作用,一些物質(zhì)有除臭作用,有些物質(zhì)有雙作用;初步猜測(cè)木醋液的殺菌和除臭作用也會(huì)相互作用,相互促進(jìn)的。在殺菌功效起作用的同時(shí)減少了細(xì)菌的生命活動(dòng),其中包括一些產(chǎn)臭氣菌,同樣,在除臭功效起作用時(shí)也可能會(huì)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖活動(dòng)。
木醋液與糞便混合堆肥處理,高濃度的木醋液能殺死細(xì)菌,低濃度的木醋液能降解臭氣,根據(jù)王穩(wěn)等人報(bào)道更低濃度的木醋液(小于0.1%)能促進(jìn)真菌繁殖生長(zhǎng)[9]。所以,可以在對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便先進(jìn)行高濃度木醋液處理以殺死有害菌,之后用低濃度木醋液處理來(lái)除臭(4%~6%),最后回收糞便并接種真菌,用小于0.1%濃度木醋液處理糞便來(lái)生產(chǎn)食用真菌。這種方法符合我們倡導(dǎo)的節(jié)約能源,生產(chǎn)零排放。
將木醋液制成噴霧劑對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行噴灑,現(xiàn)在大多數(shù)養(yǎng)殖場(chǎng)的消毒工作都是在一批畜禽出欄以后,或者是畜禽不在畜舍時(shí)進(jìn)行,因?yàn)樗麄兪褂玫南緞┦菍?duì)畜禽身體有害的物質(zhì),而且消毒后空氣的味道很難聞,很長(zhǎng)時(shí)間才能消失,同時(shí)對(duì)人的健康傷害也很大;然而木醋液是一種無(wú)毒無(wú)殘留的天然植物提取物,所以,我們可以將木醋液作為一種消毒劑,可以按照養(yǎng)殖場(chǎng)需要隨時(shí)進(jìn)行噴灑,不會(huì)對(duì)人畜帶來(lái)傷害,此外木醋液的味道也不難聞,還有一種輕微的醋香味,加上它的除臭效果,噴灑后空氣質(zhì)量可以得到很大的改善。
由于木醋液的功效與加工工藝、提取溫度、稀釋濃度等因素密切相關(guān),如果人們每次使用時(shí)都自己配置,這樣的工作很繁瑣,而且難以把控,容易出錯(cuò)。利用工廠的設(shè)備,以及對(duì)產(chǎn)品的了解,可以生產(chǎn)出不同用途的木醋液產(chǎn)品,養(yǎng)殖場(chǎng)可以根據(jù)自己的目的直接選用相應(yīng)用途的產(chǎn)品,這樣更方便,有效。
木醋液是改善養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境的一種很具潛力的物質(zhì),蘋果木醋液對(duì)畜禽糞便的臭氣降解有明顯的效果,在生產(chǎn)中最佳除臭混合比例為4%。
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Ozone Degradation Experiment of Apple Wood Vinegar Liquid on Livestock and Poultry Dung
YAN Hai-long1,LI Hong-zhan3,WANG You-liang2,ZAN Lin-sen3,XIN Ya-ping*3
(1.Institute of Animal Health Inspection of Luonin County of Henan Province,Luoning,Henan471700;2.Yangling Yixin biological energy science and technology development co.,LTD,Yangling,Shaanxi 712100;3.College of Animal Science and Technology,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi 712100)
【Objective】To test the Ozone degradation effect of apple wood vinegar liquid on livestock and poultry dung.【Method】Wood vinegar and fresh manure were put at 0%,2%,4%,6%mixing ratio,and then were stored at room temperature.NH3concentration in the bottle was tested every day.The results showed that 4%and 6%mixed group could effectively degrade odor levels.【Result】No significant difference between 4%and 6%.4%was found for deodorant in the production,suggesting that 4%was recommended.【Conclusion】The results showed that wood vinegar liquid had good deodorization effect and showed a good practical value in animal production.
wood vinegar;fresh manure;deodorant
S815
A
1001-9111(2013)06-0032-03
2013-07-26
2013-09-12
XNY2013-8,2012BAD12B07和陜西省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目“肉牛、奶牛高效養(yǎng)殖配套技術(shù)研究與示范”資助
顏海龍(1965-),男,河南洛寧人,畜牧師,主要從事畜牧生產(chǎn)技術(shù)推廣工作。
*通訊作者:辛亞平(1965-),男,陜西扶風(fēng)人,副教授,主要從事畜牧科學(xué)研究工作。