微生态制剂在猪粪堆肥中的应用

2016-04-21芳康超任春光倪学勤曾

中国猪业 2016年1期

关键词：微生态制剂

王　芳康　超任春光倪学勤曾　东

（1贵州省生物研究所，贵州贵阳550009；2四川农业大学动物医学院动物微生态工程研究中心，四川雅安625014）

微生态制剂在猪粪堆肥中的应用

王芳1康超1任春光1倪学勤2曾东2

（1贵州省生物研究所，贵州贵阳550009；2四川农业大学动物医学院动物微生态工程研究中心，四川雅安625014）

摘要：为研究微生态制剂发酵猪粪堆肥的可行性，本试验在猪粪堆肥中接种芽孢杆菌，通过测定温度、水分、pH值、全碳、全氮、C/N比，综合评定添加菌剂对堆肥的影响。结果表明，添加0.1%和0.2%微生态制剂的处理组，堆肥温度在50℃以上维持的时间均为23天，最高温度达到73℃；而对照组堆肥温度在50℃以上维持的时间只有10天。添加微生态制剂能够提高堆肥的最高温度，延长高温持续的时间，促进碳、氮降解，有利于堆肥的腐熟及无害化。

关键词：微生态制剂；猪粪堆肥；腐熟

微生态制剂（Miroecologics），是指以微生态学理论为指导，利用对宿主有益无害的益生菌或益生菌的促生长物质，经特殊工艺制成的制剂。它可以调节微生态平衡，提高宿主健康水平或增进健康状态[1]。用微生态制剂饲喂生猪，能提高饲料利用率，减少有害气体和臭味的产生；能促进饲料中矿物元素的吸收，减少重金属排放；最重要的是能调节猪只肠道的菌群平衡，增强猪体免疫力，减少药物用量；从而达到减少养殖场污染的目的[2-6]。而在猪粪堆肥中添加微生物菌剂，可以提高堆肥的发酵温度，减少臭味，促进碳氮转化，缩短堆肥腐熟时间[7-9]。

本研究通过将微生态制剂芽孢杆菌（SY）用于猪粪堆肥，研究该菌剂对堆肥的影响，并为研究微生态制剂饲喂生猪后对猪粪发酵的作用提供理论依据和指导。

1材料与方法

1.1堆肥材料

猪粪取自四川农业大学养猪场，添加的辅料稻壳、米糠等购自雅安市菜市场。微生态制剂为芽孢杆菌，由四川农业大学动物医学院动物微生态工程研究中心提供。

1.2试验方法1.2.1堆肥菌剂的制作

参考培养基手册[10]，配制普通肉汤培养基。将保存的芽孢杆菌接种于普通肉汤培养基，37℃培养活化，转接两次后接种于固体培养基上，37℃培养24小时；收集菌落混以1︰1的辅料（碳酸钙︰淀粉=2︰1），45℃烘干后备用，该菌剂含活菌数为109cfu/g。

表1　堆肥分组

1.2.2堆肥试验

堆肥试验在四川农业大学猪场进行，设两个接种菌剂组（T1、T2）和一个空白对照组（C）（见表1）。每个处理组取300 kg新鲜猪粪，添加稻壳和米糠调节碳氮比，使堆肥的C/N比为25左右，水分含量在60%～65%之间；各处理组按比例添加微生态菌剂，混合均匀后堆制成大小相同的、高约1 m的半球形堆体，每3天翻堆1次。

1.2.3堆肥理化性质的分析测定

每天用水银温度计测定堆体和环境温度，记录堆体臭味和外观；每3天采样1次，测定分析pH值、水分、全碳、全氮。每次翻堆前多点采样混合至500 g，烘干粉碎后，参照土壤农化分析[11]的方法测定上述理化指标。

1.3数据处理与分析

用Excel 2007软件统计数据并作图；采用SPSS11.5软件分析方差，＜0.05为差异显著，＜0.01为差异极显著。

2结果与分析

2.1堆肥外观及臭味变化

堆肥试验第1天，猪粪呈团，黑褐色，水分含量大，臭味明显，还有许多苍蝇附着在堆肥表面；第6天，苍蝇显著减少或没有；第7天，T1、T2组臭味有所减弱，对照的C组有较大土腥味，其堆肥基质变得干燥，堆体表面呈灰白色，T1、T2组没有灰白色的菌丝，可能是对照组温度降低有利于中温放线菌的生长有关。随着堆肥时间的延长，堆体渐渐变得干燥、疏松。第12天，T1、T2组堆肥有轻微的土腥味，可见堆体外层有少量灰白色菌丝，中部则为褐色，猪粪已变得干燥、松散，没有明显的粪团。第20天，T1组无臭味，堆肥为土褐色，内部有灰白色绒毛；T2组外部无明显臭味，但翻堆时有微弱的氨臭味，可能与微生物发酵产生游离态氨有关。至堆肥结束，除对照组堆体呈灰白色、有土腥味外，添加微生态制剂组的T1、T2组堆肥基本无臭味，手捏松散，呈土褐色，与土壤外观相似。

2.2堆肥温度的变化

各处理组堆肥温度的变化见图1。由图1可看出，堆肥过程经历了升温期、高温期、降温期。升温期较短，第2天温度即达到60℃；第3天T1组和C组的温度达到最高，T1为73℃，C组为71℃；第4天T2温度达最高，为72℃。随后堆肥温度逐渐下降，以对照组下降得最快，与接种微生态制剂组的差异极显著（＜0.01）；在21～25天，温度又出现一个小高峰，添加菌剂组的升高幅度较对照组大。第24天堆温降至50℃以下，进入堆肥的降温腐熟期。按照《粪便无害化卫生标准》（GB7959-87）要求，最高堆温应达到50～55℃，并持续5～7天。试验各组堆肥温度在50℃以上维持的时间以T1、T2组最长，都是23天，对照组C为10天，均达到了该标准的要求。

图1　堆肥温度的变化

图2　堆肥水分的变化

2.3堆肥水分的变化

各处理组堆肥水分的变化见图2。由图2看出，0～21天，各试验组堆肥水分含量逐渐降低，与温度的变化趋势一致，微生物生长繁殖消耗一部分水分，堆体温度升高蒸发一部分水分。对照组水分含量下降最快，且下降的幅度较2个添加菌剂组大，但是由图1看出，对照组堆温并没有添加菌剂组的温度高，水分的下降幅度大可能如2.1所述对照组自第7天出现大量灰白色菌丝、对水分的利用较大有关。第21天，各处理组补充一定的水分。结合图1、2、4、5可以看出，添加菌剂组对碳氮利用率较对照组高，说明微生物生长活跃，堆肥水分含量和温度与微生物的活动呈正相关。

2.4堆肥pH值的变化

各处理组堆肥pH值的变化如图3所示。由图3可以看出，添加菌剂组和对照组pH值变化趋势一致，堆肥开始至24天，各组pH值缓缓上升，从8.0左右升至9.0以上，其中T2组pH值较高，T1组次之，对照组较低。pH值的升高与微生物分解有机氮产生氨态氮有关，升高的幅度则与微生物的种类和数量有关。堆肥24天后pH值下降，可能与微生物繁殖产生有机酸及硝态氮形成等有关[12]。

图3　堆肥pH值的变化

2.5堆肥全碳的变化

图4　堆肥全碳的变化

各处理组堆肥全碳含量的变化如图4所示。从图4可以看出，添加菌剂组T1、T2和对照组C全碳含量的变化趋势基本一致，均是随堆肥进行呈下降趋势。各处理组下降幅度由高到低的顺序为：T2组下降12.96%，T1组下降5.75%，C组下降4.73%，各处理组间差异极显著（＜0.01）。堆肥过程中，微生物分解木质素、纤维素等堆肥基质中的碳，转化成自身细胞、CO2、水、热量和能被植物利用的小分子物质，随着堆肥的腐熟，碳含量逐渐降低并趋于稳定。T2组接种菌剂量比T1大一倍，对碳的利用率也提高了一倍，说明提高菌剂接种量能增强微生物对碳素的利用。

2.6堆肥全氮的变化

各处理组堆肥全氮含量的变化见图5。由图5可以看出，随着堆肥的进行，氮含量逐渐降低，各处理组下降幅度由高到低顺序为：T2组下降0.54%，C组下降0.49%，T1组下降0.47%。堆肥微生物分解利用基质中的氮素，转化成自身细胞及硝态氮等，使氮固定下来，并产生氨气等气体，高温、翻堆和碱性环境挥发均可造成氮的损失[12-13]。堆肥0～12天，各试验组全氮含量逐渐下降，与微生物强烈分解氮素产生氨气挥发有关，其中对照组的氮含量下降得最快、最多，添加菌剂组下降趋势稍缓；堆肥12～2l天，添加微生态制剂的两个处理组氮含量变化都不大，呈上升趋势，这提示接种菌剂可能具有一定的保氮效果。