0
在美国中西部地区，土壤类型和耕种制度是充分利用粪肥营养，努力保持粪肥营养品质，降低氨气排放。典型的养猪体系是提供漏缝地板下储存一年多的粪肥。能提供地板下储存的粪肥一年以上。在很多情况下，虽然在春季播种前，会有一个土地处理期，但秋收后，通常会给农田施储存在2.4米粪池中的粪肥。大部分新育肥猪场只是简单评估粪肥的营养品质，将只种植农作物的生产体系转变成养猪一体化生产体系。
近几年，粪肥过度发泡的问题突现。实际上，猪粪发泡问题并不是近期的问题。据报道，在舍内长期粪肥储存体系中，猪粪发泡已经存在了很多年。当前，粪肥发泡的问题显著增加，大约开始于2008年。随后，对美国中西部生产商的追踪调查表明：自2008年以来，25%的粪池一直都在起泡。
图1. 育肥猪粪池粪肥发泡区。此图明尼苏达大学Larry Jacobson 博士和Chuck Clanton博士提供。
发泡需要3个关键因素：1. 需要气源，并且厌氧分解的粪肥能提供产气的硫化氢和甲烷。2.需要表面活性剂维持粪肥表面张力，形成起泡。3. 像纤维和粪肥颗粒一样的框架结构，它能保持起泡的完整性和稳定性。这三个条件中任何一个失衡，将不能维持稳定的起泡状态。厌氧储存的粪肥会自发形成少量的甲烷。但当甲烷处于气泡中，其浓度将能达到70%，高于爆炸浓度的5-15%。如果这些气泡不稳定或破裂，快速释放甲烷，形成爆炸源。加热信号灯、热圈和焊接也是常见的引火源。
图2.气泡通过漏缝地板溢出。此图明尼苏达大学Larry Jacobson 博士和Chuck Clanton博士提供。
美国爱荷华州猪肉生产协会集资开展多州多学科研究项目，进行养猪体系发泡机制和缓解措施。目前，爱荷华州立大学、明尼苏达大学、伊利诺斯州大学和美国农业部的工程师、化学家、微生物专家和猪营养专家对发泡机制进行研究，并开发了可持续的缓解措施。该研究为期3年。收集大量起泡和没起泡的粪肥样品，分析它们在物理、化学和微生物学方面的不同性质。已开发出了评估猪粪起泡倾向和维持气泡稳定的工具。结果表明：起泡粪肥的碳含量显著增高。其中，微生物群改变，甲烷产量增高，蛋白质和微粒中泡沫富集。与起泡性相关的猪粪微生物群能生产碳，尤其是纤维和油。这导致甲烷量较高，甲烷流出量越大，取代了粪肥表面的高分子聚合物和蛋白，提供维持气泡的稳定剂。本研究的目的是提供缓解措施，这还需要做大量的工作。
图3. 猪场试用前气泡通过入口泵出。此图明尼苏达大学Larry Jacobson 博士和Chuck Clanton博士提供。
除非找到一种长期有效的解决方案，否则在确保疏散所有人员、不存在点火源和通风换气速率至少为30/小时前，养殖户都不敢搅动气泡。本研究的结果将于2016年夏季使用。
图4.明火对进口扩压管和边墙窗帘的破坏。此图明尼苏达大学Larry Jacobson 博士和Chuck Clanton博士提供。