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浙江省重大科技项目工作总结报告浙江天蓬畜业有限公司

《生猪养殖零排放技术生物菌种的研究与开发》

项目工作总结报告

一、项目承担单位基本情况

项目实施单位浙江天蓬畜业有限公司系省农业科技企业、省级骨干农业龙头企业，创办于1993年，经过十几年的努力，已形成集农、工、贸为一体的现代化民营集团，拥有资产总额近亿元，在职员工近在300名，占在总面积500多亩。

企业与中国农业大学动物科技学院共建了产学研基地，与浙江大学生命科学学院共建浙江大学天蓬现代农业生物技术研发与转化中心，形成了一个集现代农业生物技术研究开发、成果转化、技术服务、人才培育和源头创新为一体的国内一流的科技创新服务平台。

同时，拥有省级畜业科技研发中心，自主研发创新能力强。

近几年来，企业在自身得到长足发展的同时，带动了一大批农民走上养猪致富的道路，不断加大环保投入，已成功研究开发了猪粪生产有机肥项目、万头种猪场污水综合治理和沼气发电等环保项目，取得了较好的成绩，得到了国家、省（市）各级领导的肯定，国家副主席习近平、省委副书记周国富、副省长章猛进、茅临生以及省环保局、农业厅、科技厅等领导相继莅临公司视察指导。

二、立项背景和意义：

近年来，我国养猪业发展迅猛，但其产生排放的污水、臭气等污染物对广大农村、河流、沟渠、耕地甚至饮用水源地等都造成较为严重污染。

传统的养猪模式产生的污水量大，污染物浓度高，治理难和投资大，运行费用高，要做到达标排放，将使养猪成本提高，效益下降，甚至亏损，即使采用猪“一沼一果”等生态模式的治理方法，也有很大的局限性，如受季节性气候影响，难以全部消纳污物，同时长期消纳污物的土壤，将使土壤生态失衡，造成土壤板结，盐渍化，降低土壤生产能力，也会造成地下水的污染，使养猪业难以持续发展。

另一方面，传统养猪还存在各种技术问题:

如疾病控制要依靠喂食大量抗生素药来维持，甚至打针、输液。

由于抗生素药的残留作用，使猪肉品质下降，对人体健康造成很大的损害，更为麻烦的是增加人力、物力、财力。

在这种情况下，为了有效治理养猪业带来的环境污染和“餐桌污染”问题，降低养猪成本，提高猪肉品质。

我公司引进开发的一项新型养猪技术，即生物发酵舍零排放环保节能高效益养猪技术（以下简称“新型养猪技术”），该技术根据微生态理论和生物发酵理论，采用特殊工艺加工而成的生物菌种，在猪舍内建立并全面铺设一定厚度的谷壳、锯末和“生物菌种”等混合有机物垫料，猪饲养在上面，其所排出的粪尿在猪棚内经微生物完全被发酵迅速降解、消化，从而达到免冲洗猪栏、无臭味、零排放，从源头实现环保、无公害养殖目的。

该项技术经过运行验证已取得成功，达到了预期目标。

而生物菌种是零排放技术的核心技术优势所在,该生物菌种的研究成功必将推动我国养猪技术的革新，彻底解决养猪业带来的环境污染和生态破坏以及“餐桌污染”问题，绿色、无污染的放心肉也必将是国家发展之趋势，也一定能够实现养猪业的可持续发展，造福于人民。

本项目拟通过与国内优势单位合作，从猪场周围土壤、废水等环境中取样进行生物菌种资源筛选，进行菌种的筛选、种类鉴定、营养和性能分析后，开发出我国拥有自主知识产权的生物菌种。

并建立生物菌种发酵生产线，实现生物菌种的工业化生产。

并对开发的生物菌种进行效果验证，产品定型后进行推广应用。

三、项目主要研究开发内容

（一）生猪养殖零排放技术生物菌种的研究与开发

1、添加目标菌株的确定：

通过资源调查、种类鉴定及营养、性能分析，确定添加的菌种；

2、添加主要目标菌种:

酵母菌、枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、曲霉菌、木霉菌。

（二）菌种选育与发酵条件优化研究

1、菌种分离；

2、菌株鉴定；

3、菌种生物学特性研究；

4、单一菌种发酵条件探索及优化；

（三）配方筛选与发酵工艺路线的优化

1、菌种的复合配伍与组合优选；

2、发酵设备选型；

3、发酵工艺路线的优化；

（四）生物菌种的效果验证与产品定型

1、发酵床准备；

2、生物菌种的发酵效果验证；

3、产品定型；

4、工业化生产和推广。

四、主要技术经济指标

1、技术指标：

（1）与传统养殖相比，节水90％以上；

（2）饲料的转化率提高10％；（3）栏舍无臭味，猪群健康状况明显改善。

2、经济指标:

（1）公司内通过项目研究和实施，要实现年生产生物菌种100吨，产值1000万元,利税400万元。

（2）项目的实施，能有效提高生猪健康水平，降低饲养成本7.199万元/千头（不含死亡率下降所带来的收益）。

（3）项目研发成功后江山市约60多万头生猪排泄物得到有效处理，年可增效益1500多万元；

（4）项目研究成功后，可有效提高农户饲养积极性，按年总增10万头生猪计算，带动了饲料等其他行业增收1800多万元（其中饲料工业增收1100万元，肉食品加工业400万元，运输业200万元）。

五、项目完成情况（项目实施前后各项指标完成情况对照表）

1、项目实施情况

在项目实施中，我司项目组为了保证项目实施的有效性和安全性，多次与浙江大学生命科学学院接洽沟通与实地考察，并对前期的研究成果进行评定认为，与浙江大学生命科学学院合作对项目实施存在如下不利因素：

1、研究开发技术费用高；2、项目产业化投资大，并拿不出投资预算，风险高；3、菌种筛选不明确、技术指标完成进度慢而影响项目的实施进度。

为此，我司项目组经慎重考虑和友好协商，为了项目不受影响，于2008年12月与其中止合作关系。

2008年12月与广州益元生物科技有限公司签订合作协议，并聘请中国农业大学计成教授和马秋刚副教授进行技术指导。

广州益元生物科技有限公司是一家以日本高新科技为依托，以各高校各专业人才荟萃为基础的高新科技企业，专业致力于微生物技术研制开发、推广应用，充分利用高科技农业人才技术优势与国内资源优势互补，开发的产品EM原露，微生态制剂，曙光一号活菌制剂，生物菌种，生物发酵饲料菌种，生物发酵浓缩饲料菌种，发酵粗纤维菌种的产品已成为该企业的品牌产品，该企业技术力量雄厚。

项目组也进行了相应调整，原成员史峰、孟凡旭、邓晓燕调整为王建武（博士，生物资源化学专业，日本鹿儿岛大学大学院毕业）、申望平（硕士、动物营养与微生物专业，华中农业大学毕业）。

项目组成员查阅了大量国内外文献，走访了采用现有发酵床技术的猪场，调研了国内外现有发酵床生物菌种的优势和不足之处，充分汲取了国内外的经验和教训，制定了研究开发方案，并根据专业特长进行了分工。

王国水全面负责项目工作，保证项目经费如期到位，协调项目各方按期进行研究开发工作；计成教授指导进行菌种分离、鉴定和生物特性研究；马秋刚副教授指导进行菌种配伍优选；王建武、申望平协助进行设备选型、安装调试、工艺改进；毛慧敏负责生物菌种使用效果验证；郭宝海等负责发酵工艺参数的优选和产品定型。

2009年3月完成生物菌种分离研究，从浙江省典型猪场周围土壤、废水和饲料等环境中取样进行生物菌种资源筛选。

通过平板分离法进行有氧和厌氧分离，得到20多株纯种菌株，经过表性特征如菌落形态和生理生化、化学分类性状、基因型特征、序列比对以确定相应的种属关系。

经初步鉴定为光合细菌、啤酒酵母、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、厌氧性拟杆菌、发酵乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸片球菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌、嗜热性双歧杆菌、啤酒片球菌乳酸链球菌、乳链球菌、粪链球菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、放线菌、黑曲霉、米曲霉、根霉等，均有很好的益生作用。

（菌株的分离鉴定结果见附录一）。

2009年6月完成菌种选育与发酵培养技术研究，从自然环境中分离得到的菌株需进行相关的菌种选育和培养条件的优化，以使得菌种性能得以最大限度的发挥。

对于相应的菌种采用正交设计等方法进行培养基优化、培养条件优化等研究，得到了相关的最优化培养基和最优化发酵工艺。

2009年10月完成生物菌种优选。

通过测定不同菌株的水解酶总活力、产酸能力等指标，优选出啤酒酵母、地衣芽孢杆菌、发酵乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸链球菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌等13个菌株。

2009年12月优化了发酵工艺路线。

首先研究了上述菌种在液体条件下的发酵工艺，确定了相应的培养基。

由于在固体培养条件下应用，研究了相关菌株在以锯末或者谷壳及其他必要成分为培养基条件下的培养工艺。

2010年6月完成了优化了生物菌种配伍和确定了添加剂量。

菌种复配对于复合菌群协同发挥作用，达到零排放环保节能高效的目的具有重要意义。

为此进行了菌种复配研究，采用统计学方法对实验数据进行处理，确定相应添加菌种为乳酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、放线菌、黑曲霉5个菌株，并建立了十个组合进行筛选得到了生物菌种的最佳配伍。

截止2010年12月在示范猪场进行了两次应用效果验证。

从两期试验结果来看，猪的生长速度增快，健康情况良好，料肉比降低，基本实现无臭味。

与此同时，2010年12月还完成了中试基地建设、设备选型、安装调试和中试推广。

累计生产生物菌种800公斤，不仅可以满足公司需要，而且进行了一定规模的中试推广。

2、取得的主要成果

①分离得到了具有自主知识产权的5种菌种，并到中科院微生物所菌种保藏中心进行了菌种保藏；②建立了生物菌种高效生产技术；③成功开发了2种微生态产品，一种用于在饲料中添加，一种用于在垫料中添加；④以生物菌种为基础，形成了不同气候条件发酵床圈舍设计的推荐方案，改进了现有发酵床养猪技术，形成了生猪养殖零排放技术。

3、项目主要创新点

①通过微生态饲料添加剂改善肠道内环境，发酵床调控猪舍小环境，变堵为疏，将以往通过消毒剂和抗菌药物杀灭所有微生物变为扶持有益微生物从而抑制病原微生物，充分发挥有益微生物的占位效应，消除微生态“荒岛”，在养殖场内建立一个以有益微生物为绝对优势的微生态平衡，促进畜禽体内微生态平衡向有益微生物方向位移，从而实现不用抗生素，减少治疗药物，降低环境污染，提高畜禽产品品质。

②形成了不同气候条件发酵床圈舍设计的推荐方案，提出了控温发酵床技术（湿度调整、表层通风排湿、夏季专用微生态添加剂配方），既保持了发酵床技术节水、零排放、污染少等优点，又较好解决了发酵床技术在华东、华南、华中地区的夏季应用局限性。

③与传统养殖相比，节水90％以上；饲料的转化率提高10％以上；栏舍无臭味，猪群健康状况明显改善。

4、经济社会效益

①测算依据：

猪舍：

150元/m2

垫料：

40-50元/m2（根据不同地区材料价格有所以不同）

生物菌种添加剂投入：

40元/头（在饲养过程中饲料节约10%以上）

饲养密度：

育肥猪1.1—1.5m2/头。

②降低养殖成本收益

每千头初期投资（存栏1000头为例）

传统舍

发酵舍

投资项目

金额

投资项目

金额

1、猪舍

与发酵舍相当

1、猪舍

与发酵舍相当

2、污水管线和污水处理设施建设

总投资15万元，

按6年折旧计每年为2.5万元，每千头2.5万元÷3栏=0.833万元

2、垫料（谷壳、米糠、锯末、猪粪、生物菌种添加剂）

5万元，可使用3年，每年1.67万元

每千头1.67万元÷3烂=0.56万元

养殖成本分析（存栏1000头为例）

传统舍

发酵舍

投资项目

金额（万元）

投资项目

金额（万元）

饲料费用

39.672

饲料费用

35.264

生物菌种添加剂

0

生物菌种添加剂

4

医药费

1.6

医药费

0

人工费

0.5

人工费

0.25

电费

0.4

电费

0.1

水费

0.4

水费

0.04

污水处理设施运转费

0.4

污水处理设施运转费

0

合计

42.97

39.65

所以，传统养猪每千头投入总成本为

0.833万元+42.97万元=43.803万元

发酵舍养猪每千头投入总成本为

0.56万元+39.65万元=40.21万元

发酵舍养猪每千头比传统养猪减少投入成本为

43.803万元-40.21万元=3.593万元

③垫料转化为有机肥收益

扣除相同的猪肉收益后发酵舍养猪技术新增效益

A、垫料收益：

养猪3年后垫料可直接作为优质有机肥使用，据市场调查每吨有机肥价格为630元以上，按600元计算，垫料收益为：

1200l立方×0.45t/立方×600元/吨=32.4万元

每千头猪增加收益为：

32.4万元÷3年÷3栏=3.6万元

B、使用发酵舍养猪技术可大大降低生猪死亡率，这样也可增加养猪户的经济效益。

同时，也减少了病死猪流向社会对人们身心健康的损害。

④与传统相比，每千头猪的经济总增益：

降低养殖成本收益+垫料转化有机肥收益

=3.593万元+3.6万元=7.193万元

5、推广应用前景

采用项目开发的生物菌种和生物发酵舍零排放养猪技术后，由于有机垫料里含有相当活性的特殊有益微生物，能够迅速有效地降解、消化猪的粪尿排泄物。

不需要每天清扫猪栏，冲洗猪舍，于是没有任何冲洗圈舍的污水，从而没有任何废弃物排出养猪场，真正达到养猪零排放的目的。

发酵床猪舍为全开放，使猪舍通风透气、阳光普照、温湿度均适合于猪的生长。

猪粪尿在生物菌种迅速分解下，猪舍里不会臭气冲天和苍蝇滋生。

在饲料中按一定比例添加的生物菌种，可相互作用而产生代谢物质和淀粉酶、蛋白酶、纤维酶等，同时还耗去肠道内的氧气，给乳酸菌的繁殖创造了良好的生长环境，改善猪的肠道功能，提高饲料的转化率，一般可以节省饲料10％左右。

猪饲养在垫料上，显得十分舒适，猪活动量较大。

猪生长发育健康，几乎没有猪病发生，几乎不用抗生药物，提高了猪肉品质，生产出真正意义上的有机猪肉。

垫料在使用1年半后，形成可直接用于果树、农作物的生物有机肥，达到循环利用、变废为宝的效果。

由于生物发酵舍养猪技术有不需要用水冲猪舍、不需要每天清除猪粪；采用自动给食、自动饮水技术等众多优势，达到了省工节本的目的。

可节水90％以上，在规模养猪场应用这项技术，经济效益十分明显。

该项目的实施有效促进了养殖业循环经济的发展，谷壳、锯木屑、秸杆和猪粪尿等固体废物得到综合利用，最终形成优质有机肥返田，变废为宝；节约人力资源，由于不用打针，喂药，除粪和污水处理等，大大减轻劳动强度，减少劳动用工，人均可养500-800头；节约水、电和土地资源；避免了猪肉品中药物残留。

为了预防和控制生猪疾病的发生，传统的养猪模式都使用了大量抗生素和重金属添加剂，因而残留在猪肉品中，使猪肉品下降，严重危害人民群众身体健康，成为新的公害。

而新型养猪模式是利用优势菌种的作用，使得其它病菌得到有效抑制，从而达到预防和控制生病猪的发生，包括猪链球菌病、2号病等传染病。

传统养猪模式正常情况下猪死亡率达12%～15%，而新型养猪模式一般情况下不会出现病死猪，个别特殊情况系统没有控制好，死亡率最多也仅为3%；避免了因环境污染纠纷造成的社会不稳定等；防止了病死猪流向市场，危害人们的身体健康。

试验场完全实现了污水零排放，舍内基本无臭气，固体废物作为有机肥料也得到全部综合利用，彻底解决了传统养猪产生的污水、臭气和固体对环境的污染。

由于污染物实现了零排放，从而也避免污染治理设施的投入，减少了可能因污染纠纷的经济赔偿，根治了养猪业排放的废水、臭气对水环境、大气环境和土壤环境等的污染。

因此，推广应用前景广阔。

5、经费使用情况

已投入资金447.8万元，主要用于合作费120万元，材料费207.8万元（仔猪640头，300元/头，计19.2万元，中猪640头，550元/头，计35.2万元，合计54.4万元；饲料332吨，3000元/吨，计99.6万元，生物菌1吨，计10万元；木屑5.8万元；发酵基质、检测试剂、分离程化试剂38万元）；设备租赁费50万元，进口铲车18万元；检测费12万元；，管理费15万元；专家费10万元；劳务费15万元。