王菲菲，韓 斐，蔡珍珍，解金輝，李 偉，張光輝

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，河南鄭州 450002；2.河南省畜牧局，河南鄭州 450008）

信息化在畜禽養(yǎng)殖場糞污處理中的應(yīng)用

王菲菲1，韓 斐1，蔡珍珍1，解金輝1，李 偉2，張光輝1

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，河南鄭州 450002；2.河南省畜牧局，河南鄭州 450008）

本文介紹了畜禽養(yǎng)殖場糞污處理的相關(guān)軟件，并從減少畜禽糞污的排放量，預(yù)測糞污的空間分布及污染水平，糞污的收集與儲存，糞污處理裝置的設(shè)計(jì)，畜禽糞污處理還田技術(shù)的指導(dǎo)和畜禽糞污處理的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益的評估等方面闡述了信息技術(shù)在畜禽糞污處理中的應(yīng)用，分析了信息技術(shù)在畜禽糞污處理中的必然選擇。

：信息化；畜禽養(yǎng)殖場；糞污處理；應(yīng)用；無害化處理；公共衛(wèi)生

信息化已成為集約化畜禽養(yǎng)殖場經(jīng)營管理的發(fā)展方向，將現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)的畜禽糞污的處理方法相融合，實(shí)現(xiàn)糞污處理的信息化，是現(xiàn)代集約化畜禽養(yǎng)殖場糞污處理的發(fā)展趨勢和必然選擇。

1 畜牧信息化的概念

畜牧信息化，是指為全面提高畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行效率、勞動生產(chǎn)率、企業(yè)競爭力，在畜牧生產(chǎn)、管理、經(jīng)營各領(lǐng)域不斷推廣和應(yīng)用電腦、通信、網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)和其他相關(guān)智能技術(shù)的動態(tài)發(fā)展過程[1]。在整個畜牧信息化的建設(shè)中，硬件（電腦、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備）是基礎(chǔ)，軟件（辦公軟件、各種應(yīng)用軟件）是條件，信息資源（收集的資料和消息）則是重要的生產(chǎn)要素。

畜牧信息化軟件的應(yīng)用主要包括設(shè)計(jì)飼料配方、輔助生產(chǎn)管理、控制與監(jiān)測生產(chǎn)流程、統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、財務(wù)與成本分析、污染物處理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和有關(guān)專家信息系統(tǒng)等。

2 畜禽養(yǎng)殖場糞污處理相關(guān)軟件

2.1 畜禽廢棄物管理軟件AWM

AWM（Animal Waste Management）是由美國NRCS設(shè)計(jì)、Anteon公司編制的一套畜禽廢棄物管理軟件[2]。該系統(tǒng)主要由Animals（動物）、Additions（添加物）、Runoff（流失量）、ManagementTrain（管理順序）、Manure Master（肥料管理）等模塊組成。該系統(tǒng)具有估算畜禽養(yǎng)殖場廢棄物的排放總量；設(shè)計(jì)畜禽廢棄物的儲存和處理設(shè)備；計(jì)算每月廢棄物處理裝置的運(yùn)行費(fèi)用；根據(jù)農(nóng)作物的種類及產(chǎn)量，粗略估算施用了處理后的畜禽糞污的農(nóng)田的養(yǎng)分是否平衡；可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的或用戶定制的畜禽廢棄物處理系統(tǒng)報告等強(qiáng)大功能。

2.2 畜禽污水處理、肥力管理軟件MEDLI

MEDLl2.0是由澳大利亞WMPC公司設(shè)計(jì)的一款商業(yè)軟件，其主要是解決畜禽污水灌溉農(nóng)田引起的污染問題[3]。該系統(tǒng)主要由廢棄物評估（Waste Estimation）、土壤水運(yùn)動（Soil Water Movement）、土壤養(yǎng)分運(yùn)動（Soil Nutrient Movement）、健康風(fēng)險評價（Pathogen Health Risk）、儲存池尺寸、灌溉面積優(yōu)化模塊（Pond size/ Irrigation Area Optimization）等模塊組成。該系統(tǒng)具有估算每日未經(jīng)處理的畜禽糞污的構(gòu)成和體積以及處理后糞污的成分和體積的變化；根據(jù)不同作物的需肥特性、產(chǎn)量情況、土壤肥力條件等因素，計(jì)算每公頃土地宜施用的畜禽糞污的數(shù)量并選擇適宜的施用時間；計(jì)算貯存池的體積與農(nóng)田灌溉面積之間的最佳組合等功能。

2.3 集約化畜禽污染物肥力管理軟件

Vermont Manure Nutrient Manger （and Dairy Production Estimator）系統(tǒng)主要有估算畜禽糞污產(chǎn)生量及養(yǎng)分含量；根據(jù)作物的需肥特性和土壤肥力，提供單位土壤施用化肥及畜禽糞污的數(shù)量；估算作物施用肥料的成本等強(qiáng)大功能。

2.4 畜禽廢棄物污染地表及地下水風(fēng)險評價軟件

Livestock Waste Storage和Livestock Yard Management這兩款軟件都是基于DOS系統(tǒng)的軟件。其均由兩部分構(gòu)成：一部分是對畜禽糞污的特點(diǎn)，其對環(huán)境的危害，糞污處理的方式方法及各方法的優(yōu)缺點(diǎn)等的描述及圖件；另一部分為畜禽糞污污染風(fēng)險評價專家系統(tǒng)，用戶可利用此系統(tǒng)評價集約化畜禽養(yǎng)殖場對環(huán)境污染的危害性。

2.5 養(yǎng)殖場畜禽糞污管理系統(tǒng)

養(yǎng)殖場畜禽糞污管理系統(tǒng)的總體框架和開發(fā)平臺采用Visual Basic 6.0，數(shù)據(jù)庫平臺采用Microsoft Access，最后通過Visual Basic集成[4]。系統(tǒng)由基本信息、耕地信息、作物信息、儲糞池信息、動物信息、糞肥管理和數(shù)據(jù)庫管理七大模塊組成。具有預(yù)算養(yǎng)殖場糞污的負(fù)荷量，并在糞污總量超過糞池容量時，發(fā)出警報；根據(jù)配套耕地特點(diǎn)，作物栽培計(jì)劃，預(yù)算畜禽糞污在耕地中的推薦施用量；制定合理的糞污還田利用計(jì)劃等功能。

3 信息技術(shù)在國內(nèi)外畜禽糞污處理中的應(yīng)用

國內(nèi)外處理畜禽糞污的方法很多，主要是通過制定相關(guān)政策法規(guī)，完善畜牧場設(shè)計(jì)方案，制定科學(xué)合理的飼料配方，采用先進(jìn)的清糞工藝和飼養(yǎng)管理技術(shù)，提高氮、磷、鉀的利用率，減少糞污排放量，以降低其對環(huán)境和人類的危害；本著“減量化、無害化、資源化”的原則，對已產(chǎn)生的糞污通過物理、化學(xué)及生物等方法進(jìn)行無害化和資源化的處理和利用。

3.1 信息技術(shù)在減少畜禽糞污產(chǎn)生量中的應(yīng)用

一種營養(yǎng)物質(zhì)的排出量可能受多種因素的影響，包括飼料質(zhì)量、來源及加工工藝、動物的年齡、品種、營養(yǎng)狀況及環(huán)境因素等。只有更精確的計(jì)算養(yǎng)分利用率及動物的營養(yǎng)需要量，才能準(zhǔn)確配置出符合不同生長階段的動物日糧，提高飼料利用率，減少其排放量。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所及博思軟件科學(xué)有限公司研制“三新飼料配方系統(tǒng)一2000”和“農(nóng)博士”飼料配方軟件[5]，可彌補(bǔ)專業(yè)知識不足帶來的弊端，達(dá)到輕松設(shè)計(jì)畜禽飼料配方，提高飼料利用率，降低畜禽糞污排放量的目的。

3.2 信息技術(shù)在預(yù)測糞污的空間分布及污染水平中的應(yīng)用

GIS（Geographic Information System）是一個能用于進(jìn)行有效搜集、儲存、更新、處理、分析和顯示等所有形式的地理信息的計(jì)算機(jī)硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和有關(guān)人員（用戶）的有機(jī)集合[6]。利用GIS技術(shù)，用戶可以很方便的管理并分析畜禽糞污的產(chǎn)生區(qū)域，各區(qū)域糞污的產(chǎn)生量、成分、體積等特征參數(shù)，評估畜禽糞污對農(nóng)作物的營養(yǎng)價值，預(yù)測糞污產(chǎn)生的污染區(qū)域分布等，并可結(jié)合專家系統(tǒng)及農(nóng)田管理系統(tǒng)，提出畜禽養(yǎng)殖場位置建設(shè)的建議，計(jì)算畜禽糞污合理施用于農(nóng)田的面積等信息。

3.3 信息技術(shù)在畜禽糞污收集、儲存中的應(yīng)用

AWM，Livestock Waste Storage等軟件可根據(jù)畜禽養(yǎng)殖場的生產(chǎn)設(shè)備情況及糞污利用方式確定糞污收集、儲存的方法，對糞污儲存的地點(diǎn)提出建議，計(jì)算糞污收集和儲存的數(shù)量、體積、所需人力、物力等。其中，AWM還能對灌溉廢水的農(nóng)田營養(yǎng)元素是否平衡進(jìn)行粗略估算，指導(dǎo)養(yǎng)殖戶將廢水合理施用于農(nóng)田，避免作物生長需肥期與畜禽糞便使用期不一致造成的環(huán)境污染和肥料的浪費(fèi)。

3.4 信息技術(shù)在設(shè)計(jì)畜禽糞污處理裝置中的應(yīng)用

畜禽糞污處理設(shè)備的設(shè)計(jì)是涉及工藝、建筑、機(jī)電和給排水等的系統(tǒng)工程，需要多專業(yè)工作人員的配合。傳統(tǒng)的手工制圖式設(shè)計(jì)方法存在很大的不足，既不方便修改工程圖又需花費(fèi)大量的人力、物力。而CAD技術(shù)能很好地克服上述不足。應(yīng)用Auto CAD、3DSMAX、Photo Shop等核心軟件能方便地繪制各種工程圖及整體效果圖，并能制作動畫。糞污處理軟件如AWM、MEDLI等也提供了專業(yè)的糞污處理設(shè)備設(shè)計(jì)功能。

3.5 信息技術(shù)在提供畜禽糞污還田指導(dǎo)中的應(yīng)用

畜禽糞污經(jīng)處理后還田利用的途徑有多種，如濃縮制成有機(jī)肥料；進(jìn)行沼氣發(fā)酵，沼渣還田等。MEDLI、Vermont Manure Nutrient Manager、WISPER、養(yǎng)殖場畜禽糞污管理系統(tǒng)[4]等軟件可根據(jù)不同農(nóng)作物的需肥特性、產(chǎn)量、土壤肥力條件等因素，計(jì)算每公頃土地宜施用的畜禽糞污的數(shù)量，并確定最佳施用時間等。

3.6 信息技術(shù)在分析污糞污處理的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益中的應(yīng)用

畜禽糞污之所以未能得到有效的處理，并非畜禽糞污的處理工藝不夠先進(jìn)，而是因?yàn)榧S污的處理需要大量的資金，如果企業(yè)在畜禽糞污處理方面投入了大量的資金卻得不到相應(yīng)的回報，這種違背價值規(guī)律的經(jīng)營活動在市場經(jīng)濟(jì)條件下是無法進(jìn)行下去的。因此，畜禽糞污的處理費(fèi)用要控制在一定的范圍內(nèi)，這就要求畜禽生產(chǎn)企業(yè)要對糞污處理方法和處理后的利用方式所需費(fèi)用及利潤進(jìn)行分析計(jì)算，使糞污處理費(fèi)用最少，利潤最大。這種分析如果由人工完成，必然十分復(fù)雜。利用計(jì)算機(jī)軟件如MAP3.0、Vermont Manure Nutrient Manager、WISPER等進(jìn)行計(jì)算卻相對容易。

綜上所述，現(xiàn)代信息技術(shù)能夠幫助用戶采用更加合理的糞污處理系統(tǒng)，達(dá)到最大限度地降低糞污處理成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，減少對環(huán)境污染的作用。

4 結(jié)語

現(xiàn)代信息技術(shù)管理系統(tǒng)是集約化畜禽生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)的重要組成部分，是體現(xiàn)一個企業(yè)管理現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了畜禽養(yǎng)殖場糞污的有效處理，并有目的、有計(jì)劃地指導(dǎo)還田利用，對于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

[1]王魯敏，唐秀萍.論畜牧信息化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].山東畜牧獸醫(yī)，2009，30（8）：56.

[2]于丹，張克強(qiáng)，李曉光，等.畜禽養(yǎng)殖廢棄物管理軟件（AWM）及其應(yīng)用[C]// 中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會. 全國畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染監(jiān)測與控制治理技術(shù)交流研討會論文集.廣東：中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會，2008：240-242.

[3]張碩.畜禽糞污的“四化”處理[M].1版.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2007，11：216-220.

[4]黃志彭.養(yǎng)殖場畜禽糞污管理系統(tǒng)的研制[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2008.

[5]張克強(qiáng)，高懷友.畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物處理與處置[M].1版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，3：267-275.

[6]魏振樞，楊永杰.環(huán)境保護(hù)概論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003，7：212.

Application of Informatization in the Waste Treatment of Livestock and Poultry Farms

Wang Feifei1，Han Fei1，Cai Zhenzhen1，Xie Jinhui1，Li Wei2，Zhang Guanghui1

（1.Henan Agricultural University，Zhengzhou，Henan 450002；
2. Henan Animal Husbandry Bureau，Zhengzhou，Henan 450008）

The related information software was introduced in the paper for effcient，harmless treatment of livestock and poultry manure，with particular emphasis on the application of information technology in livestock and poultry manure treatment and processing，including reduction of livestock and poultry manure discharge，prediction of spatial distribution and pollution level of the fecal sewage，collection and storage of the fecal sewage，design of fecal sewage treatment equipment，technical guidance of livestock and poultry manure returning and evaluation of economical and environmental benefts etc. In conclusion，the information technology was an inevitable choice in livestock and poultry manure treatment and processing.

informatization；livestock and poultry farm；the fecal sewage treatment；application；treatment；public health

S851.33

：C

：1005-944X（2014）09-0012-03

河南省世行貸款生態(tài)畜牧業(yè)咨詢項(xiàng)目（WX（2010）-166-7）；河南省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（102201310005）；國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2013GB2D000287）

張光輝