微生态制剂在畜禽养殖污染防治方面的应用

蔡文瑜

摘要：微生态制剂又称益生素、活菌制剂等，主要是利用微生物之间的共生、互生以及拮抗的关系，再加上微生物本身带有的产酸，从而降解蛋白质，分解脂肪与糖，降解NH3和H2S等功能，就可以将其本身对病原微生物抑制的作用发挥出来，针对饲料中的蛋白质进行分解，并降解水中残留亚硝酸盐、氨氮等作用。其属于天然的生物活性制剂，无毒副作用、无药物残留、无耐药性，广泛应用于畜禽养殖，在畜禽养殖污染防治方面发挥重要作用。

关键词：微生态制剂;畜禽养殖;污染防治

中图分类号：S816.7文献标识码：B文章编号：2095-9737（2019）01-0011-03

在养殖畜禽的过程中带来的环境污染会直接影响水源、人类健康以及土壤。饲料之中的氮会被动物排除体外，大部分在被氧化之后，就会成为硝酸盐，从而渗入地下或者是隨着地表水而流失，这样就会在土壤之中不断的积累硝酸盐，导致土壤结构以及地表植被被破坏。在饲料之中的磷会被动物直接排出，这样会威胁到江河之中的鱼类生长，并且还会带来有害物质。此外，由于动物疫病防治的水平偏低，长期使用药物、疫苗或者是添加剂等，其本身蕴含的金属元素就会蓄积在动物体内，使畜产品出现安全问题。微生态制剂的开发与利用可以解决上述问题。

微生态制剂又称益生素、活菌制剂等，是根据微生态失调理论、动物微生态平衡理论、微生态防治理论等，通过人工的方式进行正常菌群的分离，在经过培养、干燥、发酵以及加工等工艺之后就会形成活菌制剂。微生态制剂主要是利用微生物之间的共生、互生以及拮抗的关系，再加上微生物本身带有的产酸，从而降解蛋白质，分解脂肪与糖，降解NH3和H2S等功能，就可以将其本身对病原微生物抑制的作用发挥出来，针对饲料中的蛋白质进行分解，并降解水中残留亚硝酸盐、氨氮等作用。其属于天然的生物活性制剂，无毒副作用、无药物残留、无耐药性。

1 微生态制剂的起源和发展

在20世纪30年代开始，就有微生态制剂的研究出现，日本的Shirola针对通过肠道依旧可以存活的肠道细菌进行研究发现一株拥有良好性质的细菌，并利用其研制出发酵乳。在50年代，日本又出现了各种微生态制剂，其中的成分属于粪链球菌，有利于人类肠道疾病的治疗，之后被应用到畜禽养殖之中。饲料微生物添加剂从20世纪60年代开始进行研究，美国开始于70年代。在80年代中期，日本与欧洲等发达国家也进行了全新的抗生素替代品的开发研制，并且倡导绿色安全的饲料添加剂，使得微生态制剂得到进一步的发展。在1993年，全球的微生物制剂销售额达到1.22亿美元，在2007年达到149亿美元，在2013年达到196亿美元。就这样的推算，在2018年，其市场规模能够达到3000亿美元[1]。

我国从20世纪80年代开始研究微生态制剂，在90年代，有产品相继出现，不过其产业依旧处于初期的发展阶段。就相关的统计来看，在2011年拥有100多种微生态制剂产品，从事这一类开发的企业有400家。在2012年，国内的微生态制剂销售达到15万吨。因此国内拥有极大的微生态制剂市场空间，并且其发展前景非常广泛。

2 微生态制剂的分类

微生态制剂按照有益菌的种类划分，可分为乳酸菌制剂、芽孢杆菌制剂、酵母菌制剂和光合细菌制剂以及复合微生态制剂等。微生态制剂按作用进行划分，主要包含了动物体内的饲喂型以及在体外环境作用的环境改良型。通过酵母菌、乳酸菌等作为饲喂型，而沼泽红假单细胞就成为环境改良型的制剂。另外，芽孢杆菌能够兼顾饲喂型与环境改良型的双重要求。

微生态制剂曾经也可以用于药物的添加剂，在2003年，将其直接作为饲料级微生物添加剂管理来使用。在2014年，《饲料添加剂品种目录（2013）》之中公布的饲用微生物达到34种，其中包含芽孢杆菌有6种，乳酸菌类有24种，曲霉菌有2种，酵母菌有2种。

3 微生态制剂在防治畜禽养殖污染方面的应用

应用于畜禽养殖的微生态制剂主要有六大类，包括饲料微生物添加剂、饲料及饲料原料发酵剂、养殖环境卫生除臭微生物菌剂、畜禽粪便无害化处理微生物发酵剂、生态养猪垫料微生物发酵剂及水体微生物净化剂，其在畜禽养殖污染防治方面发挥重要作用。

3.1 饲料微生物添加剂

在饲料中添加微生态制剂，能有效降低畜禽粪便中氮、磷和微量元素的排泄量，从源头减少污染物的排放，减轻畜禽粪便对环境的污染。在进行养殖生产的时候，当微生态制剂饲喂之后，其有益微生物一方面可以满足微生物本身的协同作用，同时还可以提升肠道的活动功能，减少粪便的实际排出量，进而提升对于磷与蛋白质等物质的消化率;在动物的粪便中，磷的含量降低，产生的氮磷则可以满足植物以及农作物的实际需求;另外，有效阻止外来有害菌的侵袭，对原本的腐败菌群进行竞争性的排斥或者是抑制，这样就可以减少蛋白质朝着胺、氨转化，从而降低肠道内以及血液之中的含量，并且也可以避免粪便之中致病菌与氨等有害气体排出，从而满足舍内空气质量的要求，并且还能够减少对环境的污染。

沈宪文等通过研究微生态制剂对于畜禽粪便除臭研究证实，将5%的EM微生态制剂添加到饲料之中，同时与体积分数为0.002的EM稀释液饮水相互结合，就可降低肉鸡与蛋鸡舍内空气之中的氨气体积数，分别达到30.5%与14.5%;硫化氢的降低达到72.9%与65.5%。通过大量的研究表明，将微生态制剂添加到饲料之中，每一头猪的氮排出量会降低10%～15%，从猪的出生开始一直到100 kg，就可以减少15～20 kg的粪便排泄量。如果其日粮干物质消化率从原本的85%提升到90%，那么其排出来的干物质就会降低33%[2]。

3.2 饲料及饲料原料发酵剂

发酵饲料主要是将饲料原料以及饲料作为其底料，再配合上适当的微生物菌种发酵剂，人工的控制水分、温度、发酵时间等条件，然后通过其本身的代谢繁殖，生产具有高活性益生菌以及具有相对应功能性的代谢产物的饲料。其中，最为常见的发酵原料包含了薯类、籽实类、糠麸类等。在饲料发酵之中使用的微生物种类有酵母、乳酸菌、曲霉等。乳酸菌主要定植在肠道之内，可以发挥耐酸、产酸以及抗抑菌素的功效;芽孢杆菌本身可以分泌出淀粉酶、脂肪酶以及蛋白酶等活性酶，然后对抗营养因子进行分解，最终提升饲料的实际利用率;酵母菌类可为动物提供蛋白质，提高适口性，帮助消化，促进有益菌的生长。

在经过发酵之后，饲料原料中的蛋白质就可以分解成为动物体能够直接消化吸收的小分子活性肽、寡肽，其中的纤维素与果胶就会直接被降解成为单糖与寡糖。同时，通过代谢之后，会有维生素、氨基酸、多种消化酶以及对应的菌体蛋白的出现，其作为营养物质会被动物体直接吸收掉，从而提升饲料的利用率以及营养水平，从而促进畜禽生长，增强免疫力，提高抗应激、抗病能力，减少抗生素使用，减少粪便臭味，改善环境。

3.3 养殖环境卫生除臭微生物菌剂

恶臭属于一种大气的污染，不仅会危及空气，还会影响生态环境，再加上其有毒有害，就很容易引发人畜疾病的传播，从而对周边的畜禽生长，居民生活带来影响。在畜禽产生的粪便中，主要包括含硫化合物、氨气、低级脂肪酸等化学物质，这样会直接危害到人体的呼吸、消化、内分泌等。畜禽粪便微生物除臭技术会在畜禽粪便的表面喷洒特殊的微生物菌群，通过微生物的实际作用，从而分解与转化臭味物质，确保在短时间之内可以进行除臭处理，并且还可以提升粪便的肥效。微生物的除臭，实际上就是多种微生物共同作用的成果[3]。多种微生物共同作用下，会将带有恶臭味的气体直接分解与吸收;同时，微生物产生的无机酸，还会影响腐败微生物的生活环境，这样就可以确保从根本上对这一部分物质进行分解。除臭微生物菌剂作为环境污染治理的新产品，是通过多种微生物复合培养形成的。

3.4 畜禽粪便无害化处理微生物发酵剂

生物有机肥是21世纪最具发展潜力的微生物肥料。据研究，我国农田投入的养分约有35%的N，50%的P和90%的K及大部分微量元素要靠有机肥料提供。以畜禽粪便、作物秸秆等农业废弃物为原料，通过微生物高温发酵等无害化处理，能杀死病菌、虫卵，除毒去臭，净化环境，并能降解其中的有机质，释放出养分，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。发酵后的生物有机肥不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，有利于提高作物产量和品质，适用于生产无公害农产品和绿色食品。

3.5 生态养猪垫料微生物发酵剂

将农作物秸秆、锯末、谷壳、木屑等粉碎成垫料，与微生态益生菌均匀混合，加入适量水，翻耙制作成发酵床。微生物发酵床可分为室内发酵床（又称原位发酵床）和室外发酵床（又称异位发酵床）两种模式。在发酵开始后，垫料中的微生物菌群有益微生物大量快速繁殖，将粪尿中的有机物质充分分解和转化，转变成可供畜禽食用的蛋白质和微量元素。最终达到降解、消化粪尿，消除异味的目的[4]。整个养殖过程无臭气、无粪污排放，处理后的发酵床垫料作为优质有机肥。

微生物发酵床技术的核心在于发酵床菌种，菌种质量决定发酵床后期使用效果。菌种主要成分包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、光合菌、放线菌、硝化菌等多种益生菌的复合微生物制剂。

3.6 水体微生物净化剂

微生态制剂可作为水质净化剂，能发挥氧化、氨化、硝化、反硝化、解硫、硫化、固氮等作用[5]，将水环境中的动物排泄物、动物残体、化学药物、有害气体等迅速分解为二氧化碳、硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐等，有效降低了水中的COD、BOD，使水体中的氨氮与亚硝酸氮、硫化物浓度降低，从而有效地改善水质。同时还能为以单细胞藻类为主的浮游植物提供营养物质，促进繁殖。而单胞藻类的光合作用又为有机物的氧化分解提供了溶解氧，构成一个良性的生态循环。

参考文献：

[1] 苗德伟.饲用微生态制剂的研究进展及其在动物生产中的应用[J].农业科技与装备，2013（6）：94-96.

[2] 黄炎坤.应用酶制剂减轻畜禽粪便对环境的污染[J].农业环境与发展，2000，17（2）：39-41.

[3] 杨晶秋，周运宁，陶运平，等.微生物除臭剂在畜禽粪处理中的作用[J].山西农业科学，2005，33（4）：83-84.

[4] 李学莉，贺丽苹，刘伏佳，等.微生态制剂结合发酵床养殖模式对猪生产性能及猪舍环境的影响[J].广东农业科学，2014（9）：123-127.

[5] 刘波，劉文斌.微生物对水产养殖环境的生物修复作用[J].淡水渔业，2003，33（1）：50-53.