《生物技術控制養殖廢棄物的研究與應用》項目工作總結報告一、項目承擔單位基本情況項目實施單位浙江天蓬畜業有限公司成立于1993年，是浙西地區第一家農業股份合作制企業，主要從事飼料畜牧行業，固定資產2.5億元，在職員工近400名，公司占地600多畝。下屬有三個事業部：飼料事業部、養殖事業部、有機肥料事業部。在17年的發展中，企業秉承“聯合起來共同致富”目標，實行“公司+合作社+農戶”的發展思路，在參與社會主義新農村建設和服務“三農”工作中，以主人翁意識和責任意識，帶動5000多農戶走上養豬致富路。企業先后榮獲中國民營企業人力資本競爭力50強企業、浙江省骨干農業龍頭企業、浙江省扶貧龍頭企業、浙江省工商信用AAA級企業、浙江省信用管理示范企業、浙江省農業科技企業、浙江省綠色企業。“大蓬”牌飼料榮獲中國馳名商標、浙江省名牌、浙江省著名商標，“天蓬”牌生豬被農業部評為國家無公害農產品、“快綠”牌有機肥榮獲衢州市科技進步獎等多項榮譽稱號。企業與中國農業大學動物科技學院共建了產學研基地，與浙江大學生命科學學院共建浙江大學天蓬現代農業生物技術研發與轉化中心，形成了一個集現代農業生物技術研究開發、成果轉化、技術服務、人才培育和源頭創新為一體的國內一流的科技創新服務平臺。同時，擁有省級畜業科技研發中心，自主研發創新能力強。近幾年來，企業在自身得到長足發展的同時，帶動了一大批農民走上養豬致富的道路，不斷加大環保投入，已成功研究開發了豬糞生產有機肥項目、萬頭種豬場污水綜合治理和沼氣發電等環保項目，取得了較好的成績，得到了國家、省(市)各級領導的肯定，國家副主席習近平、省委副書記周國富、副省長章猛進、茅臨生以及省環保局、農業廳、科技廳等領導相繼蒞臨公司視察指導。二、立項背景和意義近年來，我國養豬業發展迅猛，但其產生排放的污水、臭氣等污染物對廣大農村、河流、溝渠、耕地甚至飲用水源地等都造成較為嚴重污染。傳統的養豬模式產生的污水量大，污染物濃度高，治理難和投資大，運行費用高，要做到達標排放，將使養豬成本提高，效益下降，甚至虧損，即使采用豬“一沼一果”等生態模式的治理方法，也有很大的局限性，如受季節性氣候影響，難以全部消納污物，同時長期消納污物的土壤，將使土壤生態失衡，造成土壤板結，鹽漬化，降低土壤生產能力，也會造成地下水的污染，使養豬業難以持續發展。另一方面，傳統養豬還存在各種技術問題:如疾病控制要依靠喂食大量抗生素藥來維持，甚至打針、輸液。由于抗生素藥的殘留作用，使豬肉品質下降，對人體健康造成很大的損害，更為麻煩的是增加人力、物力、財力。在這種情況下，為了有效治理養豬業帶來的環境污染和“餐桌污染”問題，降低養豬成本，提高豬肉品質。我公司引進開發的一項新型養豬技術，即生物發酵舍零排放環保節能高效益養豬技術（以下簡稱“新型養豬技術”），該技術根據微生態理論和生物發酵理論，采用特殊工藝加工而成的生物菌種，在豬舍內建立并全面鋪設一定厚度的谷殼、鋸末和“生物菌種”等混合有機物墊料，豬飼養在上面，其所排出的糞尿在豬棚內經微生物完全被發酵迅速降解、消化，從而達到免沖洗豬欄、無臭味、零排放，從源頭實現環保、無公害養殖目的。該項技術經過運行驗證已取得成功，達到了預期目標。而生物菌種是零排放技術的核心技術優勢所在,該生物菌種的研究成功必將推動我國養豬技術的革新，徹底解決養豬業帶來的環境污染和生態破壞以及“餐桌污染”問題，綠色、無污染的放心肉也必將是國家發展之趨勢，也一定能夠實現養豬業的可持續發展，造福于人民。本項目通過與國內優勢單位合作，從豬場周圍土壤、廢水等環境中取樣進行生物菌種資源篩選，進行菌種的篩選、種類鑒定、營養和性能分析后，開發出我公司擁有自主知識產權的生物菌種。建立生物菌種中試車間，所生產出來的生物菌種通過在公司豬場實際生產效能試驗，達到預期所提出的目標，下一步將對開發的生物菌種進行效果驗證，產品定型后將進行推廣應用，實現該生物菌種的產業化生產。三、項目主要研究開發內容（一）生豬養殖零排放技術生物菌種的研究與開發1、添加目標菌株的確定：通過資源調查、種類鑒定及營養、性能分析，確定添加的菌種；2、添加主要目標菌種:酵母菌、枯草芽孢桿菌、乳酸桿菌、曲霉菌、木霉菌。（二）菌種選育與發酵條件優化研究1、菌種分離；2、菌株鑒定；3、菌種生物學特性研究；4、單一菌種發酵條件探索及優化；（三）配方篩選與發酵工藝路線的優化1、菌種的復合配伍與組合優選；2、發酵設備選型；3、發酵工藝路線的優化；（四）生物菌種的效果驗證與產品定型1、發酵床準備；2、生物菌種的發酵效果驗證；3、產品定型；4、工業化生產和推廣。四、主要技術經濟指標1、技術指標：（1）與傳統養殖相比，節水60％以上；（2）飼料的轉化率提高10％；（3）欄舍無臭味，豬群健康狀況明顯改善。2、經濟指標:（1）公司內通過項目研究和實施，要實現年生產生物菌種200噸，產值1000萬元,利稅400萬元。（2）項目的實施，能有效提高生豬健康水平，降低飼養成本7.199萬元/千頭（不含死亡率下降所帶來的收益）。（3）項目研發成功后江山市約60多萬頭生豬排泄物得到有效處理，年可增效益1500多萬元；（4）項目研究成功后，可有效提高農戶飼養積極性，按年總增10萬頭生豬計算，帶動了飼料等其他行業增收1800多萬元（其中飼料工業增收1100萬元，肉食品加工業400萬元，運輸業200萬元）。五、項目完成情況（項目實施前后各項指標完成情況對照表）1、項目實施情況在項目前期實施中，我公司項目組為了保證項目實施的有效性和安全性，多次與浙江大學生命科學學院接洽溝通與實地考察，并對前期的研究成果進行評定認為，與浙江大學生命科學學院合作對項目實施存在如下不利因素：①研究開發技術費用高；②項目產業化投資大，并拿不出投資預算，風險高；③菌種篩選不明確、技術指標完成進度慢而影響項目的實施進度。為此，我司項目組經慎重考慮和友好協商，為了項目不受影響，于2008年12月與其中止合作關系。2008年12月與廣州益元生物科技有限公司簽訂合作協議。廣州益元生物科技有限公司是一家以日本高新科技為依托，以各高校各專業人才薈萃為基礎的高新科技企業，專業致力于微生物技術研制開發、推廣應用，充分利用高科技農業人才技術優勢與國內資源優勢互補，開發的產品EM原露，微生態制劑，曙光一號活菌制劑，生物菌種，生物發酵飼料菌種，生物發酵濃縮飼料菌種，發酵粗纖維菌種的產品已成為該企業的品牌產品，該企業技術力量雄厚。為此項目組也進行了相應調整，原成員史峰、孟凡旭、鄧曉燕調整為王建武（博士，生物資源化學專業，日本鹿兒島大學大學院畢業）、申望平（碩士、動物營養與微生物專業，華中農業大學畢業）。并聘請中國農業大學計成教授和馬秋剛副教授進行技術指導。2010年12月，公司又聘請了法國專家SILIPierre（皮誒爾）來公司進行技術指導。項目組成員查閱了大量國內外文獻，走訪了采用現有發酵床技術的豬場，調研了國內外現有發酵床生物菌種的優勢和不足之處，充分汲取了國內外的經驗和教訓，制定了研究開發方案，并根據專業特長進行了分工。姜佳佳全面負責項目工作，保證項目經費如期到位，協調項目各方按期進行研究開發工作；計成教授指導進行菌種分離、鑒定和生物特性研究；馬秋剛副教授指導進行菌種配伍優選；王建武、申望平協助進行設備選型、安裝調試、工藝改進；毛慧敏負責生物菌種使用效果驗證；郭寶海等負責發酵工藝參數的優選和產品定型。2009年3月開始，項目組成員展開生物菌種效能試驗，購買了1噸洛東生物菌種在公司豬場進行了兩期累計十組的小試，包括在飼料里添加和墊料里添加不同的組合菌種，第一期時間為：2009年3月15日至2009年8月7日，第二期時間為：2009年5月10日至2009年10月2日，從兩期試驗結果來看，豬的生長速度增快，健康情況良好，料肉比降低，基本實現無溴味，但還需進一步優化。2009年4月項目組進行了生物菌種分離研究（詳見分離附錄），在公司豬場周圍土壤、廢水和飼料等環境中取樣進行生物菌種資源篩選。通過平板分離法進行有氧和厭氧分離，得到20多株純種菌株，經過表性特征如菌落形態和生理生化、化學分類性狀、基因型特征、序列比對以確定相應的種屬關系。經初步鑒定為光合細菌、啤酒酵母、地衣芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、厭氧性擬桿菌、發酵乳桿菌、乳酸乳桿菌、乳酸片球菌、嬰兒雙歧桿菌、長雙歧桿菌、嗜酸乳酸桿菌、嗜熱性雙歧桿菌、啤酒片球菌乳酸鏈球菌、乳鏈球菌、糞鏈球菌、枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、放線菌、黑曲霉、米曲霉、根霉等，均有很好的益生作用。2009年6月項目組完成了菌種選育與發酵培養技術研究，從自然環境中分離得到的菌株需進行相關的菌種選育和培養條件的優化，以使得菌種性能得以最大限度的發揮。對于相應的菌種采用正交設計等方法進行培養基優化、培養條件優化等研究，得到了相關的最優化培養基和最優化發酵工藝。2009年10月項目組完成了生物菌種優選。通過測定不同菌株的水解酶總活力、產酸能力等指標，優選出啤酒酵母、地衣芽孢桿菌、發酵乳桿菌、乳酸乳桿菌、乳酸鏈球菌、枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌等13個菌株。2009年12月項目組優化了發酵工藝路線。首先研究了上述菌種在液體條件下的發酵工藝，確定了相應的培養基。由于在固體培養條件下應用，研究了相關菌株在以鋸末或者谷殼及其他必要成分為培養基條件下的培養工藝。2010年6月完成了優化了生物菌種配伍和確定了添加劑量。菌種復配對于復合菌群協同發揮了作用，達到零排放環保節能高效的目的。為此進行了菌種復配試驗研究，采用統計學方法對實驗數據進行了處理，確定相應的添加菌種為鼠李糖乳桿菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌4個菌株，并建立了十個組合進行篩選得到了生物菌種的最佳配伍。在以上菌株分離、篩選、優化及菌株發酵配伍中，項目組把配伍得出的菌株與普通水泥欄及國外洛東生物菌種在公司豬場進行了四組對比試驗（試驗數據及報告見附件）。第一期時間為：2009年10月3日至2010年3月5日。從本次試驗可以看出，兩個菌種種組的試驗明顯優于普通水泥欄組：在飼料成本上，每公斤3元的平均單價來算，每頭豬在飼料成本上節約54元，在欄舍的空氣質量上，水泥欄內有明顯的氨氣，而菌種組的欄舍內空氣較好；豬的整體健康程度菌種豬也有了明顯提高，發病率水泥欄組為20%，兩個菌種組都在5%左右，死亡率水泥欄組為6%，國外菌種組為1.1%，配伍菌種組為1.3%；用水量上水泥欄組明顯高于兩個菌種組，水泥欄為1085元，國外菌種組為455元，配伍菌種組為461元，節省達到了60%左右；因為菌種組都添加了菌種，所以菌種費用一項是兩個菌種組多出來的成本，分別為國外菌種組1000元，每頭豬增加成本3元左右，配伍菌種組650元，每頭豬增加成本2元左右；在藥物費用上，水泥欄組也高于兩個菌種組：水泥欄為每頭豬20元，菌種組為每頭豬3元；因為菌種組的豬飼養比較簡單，所以在人工成本上也優于水泥欄組，菌種組的每頭人工費為10.5元，而水泥欄組的人工費用為15.5元。綜合來看，在不計算死亡率的情況下，每頭豬菌種組的比水泥欄組的節省75元左右，其中國外菌種組稍微優于配伍菌種組，節省1.5元每頭。第二期時間為：2009年11月15日至2010年3月20日。從本次試驗可以看出，兩個菌種種組的試驗明顯優于普通水泥欄組：在飼料成本上，每公斤3元的平均單價來算，每頭豬在飼料成本上節約52元，在欄舍的空氣質量上，水泥欄內有明顯的氨氣，而菌種組的欄舍內空氣較好；豬的整體健康程度菌種豬也有了明顯提高，發病率水泥欄組為18%，兩個菌種組都在6%左右，死亡率水泥欄組為5.8%，國外菌種組為1.2%，配伍菌種組為0.9%；用水量上水泥欄組明顯高于兩個菌種組，水泥欄為910噸，國外菌種組為387噸，配伍菌種組為369噸，節省達到了57%左右；因為菌種組都添加了菌種，所以菌種費用一項是兩個菌種組多出來的成本，分別為國外菌種組890元，每頭豬增加成本3元左右，配伍菌種組530元，每頭豬增加成本2元左右；在藥物費用上，水泥欄組也高于兩個菌種組：水泥欄為每頭豬17元，菌種組為每頭豬2.7元；因為菌種組的豬飼養比較簡單，所以在人工成本上也優于水泥欄組，菌種組的每頭人工費為8元，而水泥欄組的人工費用為14元。綜合來看，在不計算死亡率的情況下，每頭豬菌種組的比水泥欄組的節省70元左右，其中配伍菌種組稍微優于國外菌種組，節省1.5元每頭。第三期時間為：2009年12月20日至2010年3月25日。從本次試驗可以看出，兩個菌種種組的試驗明顯優于普通水泥欄組：在飼料成本上，每公斤2.7元的平均單價來算，每頭豬在飼料成本上節約28元，在欄舍的空氣質量上，水泥欄內有明顯的氨氣，而菌種組的欄舍內空氣較好；豬的整體健康程度菌種豬也有了明顯提高，發病率水泥欄組為10%，兩個菌種組都在1.5%左右，死亡率水泥欄組為3%，國外菌種組為0.5%，配伍菌種組為0.5%；用水量上水泥欄組明顯高于兩個菌種組，水泥欄為684噸，國外菌種組為218噸，配伍菌種組為206噸，節省達到了67%左右；因為菌種組都添加了菌種，所以菌種費用一項是兩個菌種組多出來的成本，分別為國外菌種組760元，每頭豬增加成本2元左右，配伍菌種組650元，每頭豬增加成本2元左右；在藥物費用上，水泥欄組也高于兩個菌種組：水泥欄為每頭豬12元，菌種組為每頭豬2元；因為菌種組的豬飼養比較簡單，所以在人工成本上也優于水泥欄組，菌種組的每頭人工費為8.5元，而水泥欄組的人工費用為12元。綜合來看，在不計算死亡率的情況下，每頭豬菌種組的比水泥欄組的節省46元左右，其中國外菌種組稍微優于配伍菌種組，節省3元每頭。（應試驗時間只有95天，所以相對應的數據有較前兩組有差距，試驗的豬只越大，節約的水就越多）。第四期時間為：2010年4月1日至2010年8月25日。從本次試驗可以看出，兩個菌種種組的試驗明顯優于普通水泥欄組：在飼料成本上，每公斤3元的平均單價來算，每頭豬在飼料成本上節約46元，在欄舍的空氣質量上，水泥欄內有明顯的氨氣，而菌種組的欄舍內空氣較好；豬的整體健康程度菌種豬也有了明顯提高，發病率水泥欄組為26%，兩個菌種組都在6.5%左右，死亡率水泥欄組為4.1%，國外菌種組為1.3%，配伍菌種組為1.1%；用水量上水泥欄組明顯高于兩個菌種組，水泥欄為1485噸，國外菌種組為486噸，配伍菌種組為497噸，節省達到了68%左右；因為三組試驗豬飼料都添加了菌種，分別為水泥欄組為580元，每頭豬成本1.6元，國外菌種組1320元，每頭豬增加成本3.7元左右，配伍菌種組890元，每頭豬增加成本2.5元左右；在藥物費用上，水泥欄組也高于兩個菌種組：水泥欄為每頭豬38元，菌種組為每頭豬5.6元；因為菌種組的豬飼養比較簡單，所以在人工成本上也優于水泥欄組，菌種組的每頭人工費為10.5元，而水泥欄組的人工費用為15.5元。綜合來看，在不計算死亡率的情況下，每頭豬菌種組的比水泥欄組的節省81元左右，其中國外菌種組稍微優于配伍菌種組，節省5元每頭。（此批試驗豬是在春夏季進行，進入6月份后，氣溫升高，水泥欄組的用水量比上三批的用水量都大，要進行對豬沖水降溫。達到了1485噸，而零排放菌種組因為豬只可以在豬欄運動欄的小水池里泡水降溫，所以用水量只是稍微增多。三批豬都經歷了一些疫病侵襲，好在水泥欄的豬只在飼料中也添加了少量菌種，發病率是達到了26%，而死亡率卻只有4.1%）。通過以上四組試驗證明，零排放菌種養豬在經濟效益，生物安全，食品安全等方面都優于傳統水泥欄養豬，但在零排放菌種養豬的過程中還應注意墊料的管理，經常翻堆，注意墊料的管理，以及飼料中重金屬和藥物的控制，只有這樣才能養出真正健康又低成本的生豬。2010年8月，完成了中試車間建設、設備選型、安裝調試及配套的相關工程建設。并于9月進行批量生產，經檢測（詳見檢測報告）各項指標均合格，通過客戶使用反映（詳見附件用戶使用報告），采用生物發酵舍養殖與傳統養殖相比，節水達60％以上，欄舍基本無臭味，在飼料中添加了菌種以后，飼料轉化率得到了提高，豬群健康狀況明顯得到改善，對生豬的抗病性、成活率都有很大提高。2、取得的主要成果①分離得到了具有自主知識產權的4種菌種：鼠李糖乳桿菌和枯草芽孢桿菌，并到中科院微生物所菌種保藏中心進行了菌種保藏。②建立了生物菌種高效生產技術。③成功開發了2種微生態產品，一種用于在飼料中添加，一種用于在墊料中添加。④以生物菌種為基礎，形成了不同氣候條件發酵床圈舍設計的推薦方案，改進了現有發酵床養豬技術，形成了生豬養殖零排放技術。⑤在中國畜牧雜志發表論文一篇。⑥實現銷售，形成了批量生產菌種的能力，從2010年9月開始銷售至今已經實現銷售菌種90噸，產值360萬元，利潤30萬元。⑦培養了12名技術人員，其中有5人獲得中級職稱，2人獲得副高級以上職稱。⑧用戶使用情況。項目產品開始投放市場便受用戶歡迎，江山市綠葉有限公司的養殖場和江山市光亮養豬場及一些用戶的批量使用后，一致肯定了使用該菌種后，能減少糞便中氮、磷、鈣排泄量，減少糞便臭味及有害氣體排放，豬舍的糞便臭味逐步減輕，又減少飼料蛋白質分解為氨氣浪費，飼料轉化率得到了提高，豬群健康狀況明顯得到改善，對生豬的抗病性、成活率都有很大提高，認為值得推廣使用。附表：項目實施前后各項主要指標完成情況對比一覽表目標內容項目預期指標項目已實施的指標主要技術指標木質素和纖維素菌種分解在常態下不易分解的木質素和纖維素菌種分解出了在常態下不易分解的木質素和纖維素菌種耐高溫時間長的菌株耐120℃——150℃高溫20分鐘耐120℃——150℃高溫20分鐘養豬節水60%以上（8升左右）68%（8.9升）欄舍臭味欄舍無臭味欄舍無臭味豬群健康狀況豬群健康狀況明顯改善，死亡率從5%降至1%左右豬群健康狀況明顯改善，死亡率從4.1%降至1.1%左右改善肉質情況改善肉質情況，滴水損失在1.5%—2%之間，Ph值在5.5—5.7之間顯著改善了豬肉品質，滴水損失為1.5%—1.7%，Ph值在5.0—5.43之間主要經濟指標（萬元）每月提供菌劑產品樣品0.5噸15噸降低飼養成本72元/頭75元/頭獲取知識產權情況論文11人才引進和培養中級及以下410副高級及以上22六、項目主要創新點1、通過微生態飼料添加劑改善腸道內環境，發酵床調控豬舍小環境，變堵為疏，將以往通過消毒劑和抗菌藥物殺滅所有微生物變為扶持有益微生物從而抑制病原微生物，充分發揮有益微生物的占位效應，消除微生態“荒島”，在養殖場內建立一個以有益微生物為絕對優勢的微生態平衡，促進畜禽體內微生態平衡向有益微生物方向位移，從而實現不用抗生素，減少治療藥物，降低環境污染，提高畜禽產品品質。2、形成了不同氣候條件發酵床圈舍設計的推薦方案，提出了控溫發酵床技術（濕度調整、表層通風排濕、夏季專用微生態添加劑配方），既保持了發酵床技術節水、零排放、污染少等優點，又較好解決了發酵床技術在華東、華南、華中地區的夏季應用局限性。3、與傳統養殖相比，節水達60％以上，飼料的轉化率得到了提高；欄舍無臭味，豬群健康狀況明顯改善。七、項目經濟、社會、生態效益和推廣應用前景1、經濟效益從2010年9月至2011年3月，公司生產生物菌種90噸，實現產值360，利潤30萬元。2、社會、生態效益：①保護環境。圈舍無臭味，零排放，從源頭上解決了污染問題。“生物技術”緊緊圍繞減量化、無害化、資源化原則，從源頭上治理并資源化，達到零排放，是一種較為理想的模式。

②節約資源。降低基建成本，提高土地利用率。省去了傳統養豬模式中不可或缺的糞污處理系統（如沼氣池等）投資，提高了土地的利用效率。，可以減少土地使用，節約人工、節約水，節約能源，節省飼料；還可以利用各地的鋸末、稻殼、秸桿等農林生產下腳料，實現資源的循環利用。

③動物福利與消費者福利。相對于目前大多數在水泥地上養豬的模式，豬在墊料上生活，更舒適，而且可以翻拱，更符合豬的天性。墊料中和飼料中微生態制劑的使用，抑制了環境中和消化道中的有害微生物，提高了豬的免疫力，減少抗生素使用量。豬肉的品質大大提高，為消費者提供了更健康的食物。3、推廣應用前景采用項目開發的生物菌種和生物發酵舍零排放養豬技術后，由于有機墊料里含有相當活性的特殊有益微生物，能夠迅速有效地降解、消化豬的糞尿排泄物。不需要每天清掃豬欄，沖洗豬舍，于是沒有任何沖洗圈舍的污水，從而沒有任何廢棄物排出養豬場，真正達到養豬零排放的目的。發酵床豬舍為全開放，使豬舍通風透氣、陽光普照、溫濕度均適合于豬的生長。豬糞尿在生物菌種迅速分解下，豬舍里不會臭氣沖天和蒼蠅滋生。豬飼養在墊料上，顯得十分舒適，豬活動量較大。豬生長發育健康，幾乎沒有豬病發生，幾乎不用抗生藥物，提高了豬肉品質，生產出真正意義上的有機豬肉。墊料在使用1年半后，形成可直接用于果樹、農作物的生物有機肥，達到循環利用、變廢為寶的效果。在飼料中按一定比例添加的生物菌種，可相互作用而產生代謝物質和淀粉酶、蛋白酶、纖維酶等，同時還耗去腸道內的氧氣，給乳酸菌的繁殖創造了良好的生長環境，改善豬的腸道功能，提高飼料的轉化率，一般可以節省飼料10％左右。由于生物發酵舍養豬技術有不需要用水沖豬舍、不需要每天清除豬糞；采用自動給食、自動飲水技術等眾多優勢，達到了省工節本的目的。可節水60％以上，在規模養豬場應用這項技術，經濟效益十分明顯。該項目的實施有效促進了養殖業循環經濟的發展，谷殼、鋸木屑、秸桿和豬糞尿等固體廢物得到綜合利用，最終形成優質有機肥返田，變廢為寶；節約人力資源，由于不用打針，喂藥，除糞和污水處理等，大大減輕勞動強度，減少勞動用工，人均可養500-800頭；節約水