雞糞造粒點糞成金,加速去化一舉數得 雞糞處理現況與加工肥料介紹

畜試所研發雞糞加工肥料。

畜試所研發雞糞加工肥料,除更快速去化雞糞,消弭養雞場環境問題,同時避免生雞糞肥分不一與重金屬超標等疑慮,成為更好的作物肥料。(左圖攝影/黃毛)

文.圖/鍾承訓 行政院農業委員會畜產試驗所助理研究員

目前臺灣雞糞再利用方式以醱酵製成堆肥為主,然而醱酵過程耗時且占空間,行政院農業委員會(簡稱農委會)2020年起推動雞糞加工肥料政策,由畜產試驗所(簡稱畜試所)研發雞糞加工肥料,將雞糞用乾燥與造粒處理,免去醱酵時間並降低空間需求,同時避免氮素於醱酵過程逸散,保留較完整的肥分;此外,造粒後成品水分在20%以下,有助壓縮體積,減少運輸成本並利於保存,乾燥顆粒也能減輕田間施用時所造成的粉塵、臭味與蒼蠅問題,可謂一舉數得。

隨著臺灣經濟發展及國人對動物性蛋白質需求增加,商業養雞場開始林立且飼養規模逐步擴大。近一、二十年來,雞隻年供應屠宰隻數增加,雞糞廢棄物數量隨著上升。依據2022年農業統計年報調查指出,臺閩地區雞隻年底總在養量約1.01億隻,飼養場數6,349場,其中白肉(種)雞及有色肉(種)雞在養量,分別約為2,673及2,777萬隻,年屠宰量約2.62及1.10億隻,而蛋(種)雞在養量約為4,577萬隻,年產蛋數約82.4億枚。2021年綠色國民所得帳農業固體廢棄物歷年表調查指出,禽畜糞產量約為237萬公噸。

生雞糞肥分高價格低 須重視環境衛生及施肥不當

雞隻由於飼養環境與雞糞排泄方式異於其他畜禽,農民習以露天日(曝)曬方式處理,進而造成蠅蛆大量繁衍與衍生臭味問題。另因生雞糞肥分高、價格低,農民常使用未經醱酵腐熟的生雞糞作為作物(果樹)的肥料,其遇水會再次醱酵並產生惡臭,除造成臭味與蒼蠅的環境衛生問題,伴隨病原菌傳播的疑慮,還會因施肥不當影響作物生長,導致土壤線蟲的發生。故農民在考量肥料肥分與投入成本的同時,亦須正視施用生雞糞帶來的不良後果。

為減輕生雞糞對環境衛生的影響,需將雞糞經適當堆肥醱酵腐熟後再施用。不過,雞糞以傳統堆肥方式處理,在堆肥過程中易產生惡臭、耗時、費工且需處理空間,加上部分氮素會以氨氣(NH3)逸散損失,農民普遍認為肥效不如生雞糞,且使用上成本較高,因而施用喜好度不及生雞糞。另一方面,雞糞於堆肥處理期間產生的臭味,對周遭鄰近居民影響甚大,長年來畜牧場與堆肥場終成為社會大眾的「鄰避設施」,率眾抗議及陳情臭味事件亦時有所聞。

透過常溫送風乾燥方式獲得的乾燥蛋雞糞。
透過常溫送風乾燥方式獲得的乾燥蛋雞糞,若乾燥困難導致時間過長,產生的惡臭及蒼蠅問題將嚴重影響周遭環境。

蛋、肉雞飼養模式不同 雞糞成分特性有異

雞糞富含植物所需營養成分,更是農作物生長育成的良好肥分來源。雞糞來源又以蛋雞糞及肉雞糞的產量為大宗,兩者間的成分特性則有些許差異。

蛋雞大部分採多層籠飼飼養、少部分平飼,排泄物暫存於籠架底部或拖糞帶上,清除方式及頻率依畜舍型態不同而有所差異,所產出的蛋雞糞為純雞糞,除含少部分羽毛及破蛋殼外,未含墊料等其他物質。

肉雞(白肉雞及有色肉雞)則以平飼飼養占絕大多數,會鋪設稻殼(粗糠)作為墊料,以吸附雞隻排泄物及飲水的溢漏水。待雞隻育成出售後,肉雞糞連同墊料一併出清,產出的雞糞一般俗稱粗糠雞糞,包含墊料、羽毛、殘存飼料及溢漏水,故成分特性上與蛋雞糞截然不同。

一般蛋雞糞含水率高(新鮮蛋雞糞約80%),氮磷鉀含量較豐富,而肉雞糞含水率較低(30~40%),質地較為蓬鬆,有機質含量及碳氮比(C/N)較高。

新鮮蛋雞糞含水率高,含少部分羽毛與破蛋殼。
新鮮蛋雞糞含水率高,含少部分羽毛與破蛋殼。
白肉雞粗糠雞糞含水率較低,含墊料、羽毛、殘存飼料及飲水溢漏水。
白肉雞粗糠雞糞含水率較低,含墊料、羽毛、殘存飼料及飲水溢漏水。

雞糞處理癥結點 處理空間不足且投資門檻高

近年來社會輿論持續關注養雞場雞糞處理及農地施用(生)雞糞議題,反映雞糞處理的棘手。該如何妥善處理及循環利用,養雞業者及主管機關必須正視及提出解決對策。

就蛋雞糞處理實務上,蛋雞業者主要面臨的問題為:(一)傳統開放式禽舍,雞糞以人工清除為主,清除上較為費工且清理頻率較低;(二)雞糞含水率高,集中堆置後異味濃且蒼蠅孳生;(三)畜牧場內處理空間普遍不足,場內處理程度低,進而衍生露天曝曬、蚊蠅孳生及臭味問題;(四)畜舍增(改)建不易,加上資金投入門檻較高,影響業者收益,若業者有意投資設備處理,亦常面臨土地容積不足及法規的限制。

雞糞處理後,除農民自用外,另一可行的處理方式為採委外處理,即委託清除或再利用業者(如禽畜糞代處理堆肥場)清運收受,惟整體比例不高。

上述原因皆為傳統飼養場、畜舍及雞糞處理設施升級轉型緩慢的要因,以致現今養雞業者雞糞處理難以完善。

圖為高床式蛋雞舍雞糞暫存情形。
蛋雞場可分為傳統式雞舍、高床式雞舍與密閉式雞舍,高床式為雙層式雞舍,上層為籠式自動化飼養或集蛋,雞糞自雞籠掉落至下層地面,暫存到一定量後再利用鏟裝機清除,因可防雨水,雞糞較乾燥。圖為高床式蛋雞舍雞糞暫存情形。

推動雞糞加工肥料政策 納入國產有機質肥料補助

鑒於雞糞處理與再利用問題日益擴大,農委會研議修正「肥料種類品目及規格」規定,遂於2019年2月27日公告修正「農業事業廢棄物再利用管理辦法」第3條有關禽畜糞的相關規範,規定農民或畜牧場自製有機質肥料者,應具有醱酵或乾燥的相關設備或措施;屬乾燥設備或措施者,應有維持70°C至少30分鐘的製程,且其產品的水分含量應在20%以下。即禽畜糞除以堆肥醱酵方式處理外,增列乾燥與加熱處理模式,以因應產業發展需求。

接著,農糧署於2020年4月24日重新公告恢復「雞糞加工肥料(品目編號5-08)」有機質肥料品目,開始推動雞糞加工肥料政策,期能加快並妥善去化大量的禽畜糞。2021年起雞糞加工肥料亦納入國產有機質肥料品牌推薦的肥料種類,每公斤享有2元的補助;2022年底為鼓勵農民使用雞糞加工肥料,以大型農業機械高效施用雞糞加工肥料者,補助額度由每公斤補助2元提高至4元。另著手研議未來將雜項有機質肥料(品目編號5-13)和雜項複合肥料(品目編號6-05)也納入補助,讓雞糞可添加化學肥料或添加於化肥中,加大雞糞利用及去化管道。

雞糞加工肥料升級 高溫乾燥造粒且無毒

現行雞糞加工肥料品目的前身為「禽畜糞加工肥料」,當時規範於禽畜糞混合硫酸等處理,而後用火力乾燥、加壓蒸煮後乾燥或熱風乾燥,並粉碎之。惟因施作及使用後可能引來蠅蟲、環境及土壤的汙染等因素,於2008年3月27日修正刪除該肥料品目。

現行的品目規範,最大的差異為原料需以雞糞為主(50%以上),須有高溫乾燥的製程,肥料成品須造粒,且水分須低於20%以下。製肥業者則應具備乾燥的相關設備或措施,製程應維持70°C至少30分鐘,亦即無需再經堆肥化處理醱酵腐熟;另肥料需檢驗大腸桿菌群數量,規定每公克不得超過1×103最確數(Most Probable Number, MPN),最後尚須通過作物毒害試驗,試驗結果判定對作物無毒害性,方可符合該品目規範及相關限制事項。

雞糞加工肥料成品。
雞糞加工肥料成品,造粒後成品水分達20%以下,有助壓縮體積,減少運輸成本並利於保存。

大幅縮減處理時間 成分穩定利於精準施肥

雞糞加工肥料較禽畜糞堆肥的優點眾多,列舉如下:

(一)主原料為雞糞,非豬糞或牛糞,氮磷鉀含量較為豐富,農民接受度較高。

(二)除作為一般基肥使用外,亦可作為追肥使用,減少化學肥料的施用量。

(三)不經堆肥化過程,氮損失量較少,肥料成分及品質較易控制及穩定。

(四)肥料成品水分含量低、利於保存,減少失重。

(五)可搭配肥料撒布機精準施肥,節省人力負擔,減少施用時粉塵飄散問題。

(六)將指標菌「大腸桿菌群」納入檢驗項目,減少病原菌傳播疑慮。

(七)經作物毒害試驗確認為無毒害性,確保使用端的安全性。

(八)堆肥化過程耗時1~2個月,改採雞糞加工肥料製程可大幅縮短處理時間,減少氨氣及臭味逸散,減輕鄰避效應。

雞糞加工肥料 先乾燥粉碎後製粒加工

雞糞加工肥料製程一般可區分為兩大區塊,第一部分為「乾燥」,第二部分為「製粒」。因新鮮雞糞含水率可達80%以上,故第一步驟即為乾燥處理降低含水率,乾燥方式主要以電熱板、煤油間接加熱、熱風、常溫送風及太陽能乾燥為主,亦可結合高溫乾燥製程(70°C、30分鐘),同時達到加熱及乾燥的成效,若需添加調整材,則調整材可一併進行乾燥或另外單獨處理,待雞糞水分降至20%以下後,即可進入製粒加工流程。不過,因乾燥雞糞內含微量的羽毛或蛋殼,加上調整材的顆粒大小質地不均,故通常原料混合後需先加以粉碎,接續再進行造粒;原料經造粒後溫度會升高,可利用造粒後的餘熱,銜接加熱殺菌製程,待成品產出再經冷卻後,肥料即可裝袋貯存。

雞糞加工肥料(品目編號5-08)製作流程。

雞糞造粒殺菌成有機質肥料 省工減臭去化量能倍增

畜試所因應雞糞乾燥及造粒技術開發需求,自2019年起即率先投入雞糞造粒技術研發,並設計建置「雞糞加值產品處理套組」,結合養雞業者的雞糞乾燥設備,以乾燥蛋雞糞成功產製符合肥料品目規格的雞糞加工肥料,接續輔導業者取得肥料登記證及品牌推薦,作為雞糞加工肥料產製的示範案場。該套組製程包含原料入料混合、粉碎、製粒及加熱製程,製粒粒徑設定為6毫米(mm),每小時產能可達250公斤以上,足以處理6萬羽規模蛋雞場每日的產糞量,不僅節省人力與時間成本,且產量效能有效提升,並減輕雞糞處理過程臭味的逸散。

畜試所接續以蛋雞糞及肉雞粗糠雞糞,添加菇類培植廢棄包(廢菇包)及米糠,研發新型雞糞加工肥料調製配方。試驗結果顯示,以蛋雞糞或肉雞糞為主原料時(占65%),添加廢菇包及米糠等調整材,可提高成品有機質含量及碳氮比,同時降低銅鋅濃度;若以等比例的蛋雞糞及肉雞糞調製,則氮磷鉀含量高,在銅鋅濃度許可條件下,可不需額外添加調整材,成品外觀、氣味及顆粒硬度皆不受影響。

本製程不須經堆肥化過程,處理時間縮短,有效減少氮素的逸散損失,同時降低粉塵及異味。經造粒殺菌後轉化為有機質肥料,提高附加價值並達到省工減臭,利於農民田間施肥。畜試所透過雞糞加工肥料技術研發與示範推廣,鼓勵養雞業者加入生產行列,增進雞糞就地去化的處理量能。

圖為製肥調整材廢菇包。
一般雞糞的碳氮比為9~12(最佳的堆肥化起始碳氮比為25~40),故調整材料以高碳氮比的稻殼、菇類廢棄木屑(太空包)或木屑等較常用。圖為製肥調整材廢菇包。
肉雞糞堆肥化處理。
肉雞糞堆肥化處理,需耗時1~2個月,氨氣逸散量高,並需翻堆。

雞糞加工肥料氮磷鉀含量高 氮素含量高於堆肥

目前已取得肥料登記證核准的雞糞加工肥料業者計有18家,肥料品牌計有22支,通過品牌推薦者則有12支,進一步檢視各肥料商品的登記成分,全氮(TN)、全磷酐(P2O5)、全氧化鉀(K2O)及有機質含量平均分別為3.7、3.5、3.0及62%,另製肥添加的調整材種類主要以菇類培植廢棄包、蓖麻粕及米糠為大宗,少部分則使用芝麻粕、花生殼(粉)、稻殼及沸石作為調整資材。

目前市售領有禽畜糞堆肥肥料登記證的肥料商品計有186支品牌,氮、磷、鉀及有機質的登記含量平均分別約為2.7、3.2、2.5及58%。與上述雞糞加工肥料成分相較下,雞糞加工肥料的氮磷鉀及有機質含量明顯高於禽畜糞堆肥產品,尤以全氮差異最大,推測原因除製肥原料以雞糞為主之外,其製程改採乾燥及造粒,不需經堆肥化過程,致減少氮素的逸散損失,故保有較高的氮素含量,因而雞糞加工肥料的全氮容許限值,由禽畜糞堆肥品目規定的1.0~4.0%,調高為2.5~6.0%。

鼓勵申設畜牧場附設堆肥場 擴大就地去化與資源化

雞糞加工肥料較禽畜糞堆肥富含較高的氮磷鉀等植物所需營養源,故可作為追肥使用,且經製粒後非粉狀的特性,施用時可採牽引式撒布機或背負式施肥機方式,操作上相似於化肥,除方便農民施用外,並可精準掌握施肥用量,非禽畜糞堆肥一般僅能作為基肥使用。未來配合擴大國產雜糧自給率政策的推動,抑或結合小地主大佃農,以供給大豆、硬質玉米、高粱等作物施用,皆可提高雞糞加工肥料等有機質肥料使用量,促進業者投入生產製造的行列。

惟若考量雞糞的快速去化與合法化處理等面向,例如鼓勵大型蛋雞或肉雞飼養場,申設畜牧場附設堆肥場,雖其自製的雞糞加工肥料、禽畜糞堆肥等肥料產品,或許並非以銷售營利為主要目的,但可就地去化與資源化,不需再委託代處理堆肥場處理,除減輕業者雞糞的清運費用外,亦可避免養雞場未妥善處理雞糞衍生雞糞流向不明的疑慮。

為協助養雞場妥善處理雞糞,提升其再利用率,農委會自2020年起,即專案補助養雞場及禽畜糞堆肥場設置雞糞加工肥料產製設施(備),包含乾燥、造粒及汙染防治設施(備),期能提升雞糞處理效能。農糧署今(2023)年3月27日公告為鼓勵農民施用以雞糞為主原料(50%以上)的雞糞加工肥料、禽畜糞堆肥及雜項有機質肥料等3項產品,每公斤除補助原有搬運費及工資2元外,疊加獎勵補助肥料2元,合計每公斤4元,每公頃最高補助10公噸,該案追溯自2023年1月1日起。在品牌推薦種類及資格部分,適用肥料品目除原規範的7種,包含品目編號5-01、5-08、5-09、5-10、5-11、5-12及7-03,增列以雞糞為主原料(50%以上),添加化學肥料擠壓造粒的雜項有機質肥料(品目編號5-13),共計8種。

另因應極端氣候及國際禽流感疫情,針對家禽產業面臨的困境,希冀改善禽舍環境衛生,加速產業升級,核定輔導養禽場禽舍改建升級計畫,補助飼養規模5萬隻以下的傳統開放式禽舍改建升級為密閉水簾或非開放式禽舍。上述雞糞處理相關政策的推動及法規修訂,希冀提高雞糞再利用管道及量能,解決長久以來的雞糞亂象。

雞糞加工肥料與禽畜糞堆肥規範比較。

結語與展望

養雞業者肩負雞糞處理之責,首重為降低雞糞的含水率,除建置乾燥處理的設施(備)外,亦可採行堆肥或乾燥造粒的處理模式,若無法在場內做堆肥或加工處理,方委由代處理堆肥場進行後續處理。惟需考量收受處理量能且負擔清運費用,故長遠之計宜強化自身處理能力,妥善處理雞糞,朝資源化、肥料化加值循環再利用,同時增加業者收益並提高產業形象,期達到友善環境與產業永續經營的目標。

蛋雞糞直立醱酵槽堆肥成品。
蛋雞糞直立醱酵槽堆肥成品。以直立式醱酵槽設備處理禽畜糞便等有機廢棄物,占地面積小、密閉式醱酵故無汙染問題,高溫可徹底殺滅病蟲卵,是目前畜牧場實現廢棄物資源化利用的好選擇。

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