广西生物垫床养牛厚度筛选及菌种优化研究

彭夏云，唐明娟，熊敏芬，李秀良，贾银海*，吴柱月*，黄明光，朱 文，方治山，许春荣

(1.广西壮族自治区畜牧研究所，南宁5300001；2.广西家畜遗传改良重点实验室，南宁530001；3.广西壮族自治区畜禽品种改良站，南宁530001)

前言

随着环保问题越来越被人们所重视，畜牧业养殖过程产生大量的废弃物排放和无害化处理已经迫在眉睫。近年来，随着广西生态养殖提出及在养殖业中的推广应用，取得了较好的成效。生物发酵垫床技术区别于其他传统养殖方法具有无污染、零排放等优点[1]。生物发酵垫床中添加了大量的有益微生物(如乳酸菌、酵母菌等)，通过微生物之间的互作效应，让生物发酵垫床具有比较稳定的转化作用[2-3]，阻碍有害微生物的繁殖，起到杀灭有害菌，降低空气污染，改善环境的目的。有益菌与垫料充分混合，形成一个相对恒定的微生物体系[4]。生产实践中，如果能够维持其相对稳定，就可以达到分解转化有害物质的效果。发酵床垫料的厚度直接影响发酵效果，是生物发酵垫床制作的重要技术环节。发酵床垫料在改变孔隙度、维持发酵温度等方面，均影响微生物对畜禽粪尿的分解和发酵过程[5]。生物垫床发酵系统在选好优质垫料的同时，成功的关键还取决于菌种的选择使用。因为粪污分解能力的强弱，取决于发酵菌种的活性以及组成成分。因此，垫料的好坏和厚度与菌种选择是相辅相成的，直接关系到生物垫床养牛的成败。目前，生物垫床养殖技术在养猪行业中已经得以广泛利用，但在牛、羊等反刍动物养殖方面应用较少，推广应用前景较好[3,5]。本研究通过试验以期获得适合于广西地区最佳的生物垫床发酵厚度和菌种，旨在能够有效改善养殖环境，减少环境污染，增强牛只对疾病的抵抗力，降低其发病率。

1 材料与方法

1.1 试验地点和时间

试验牛场为广西壮族自治区畜牧研究所牛场，试验栏舍是钢架结构，整个牛舍通风采光很好。试验时间为2018年10月—2019年1月。

1.2 材料

1.2.1 垫料根据当地的生产实际，选择木糠作为垫料。

1.2.2 菌种选择目前市场上有一定应用的专用于发酵床的菌种：A菌种，宝来利来的粪污(有机肥)发酵剂；B菌种，宜春强微的强微发酵床复合菌，菌种均从厂家直接购入。

1.3 试验方法

1.3.1 生物垫床制作圈舍改造：将现有的牛舍进行改造，以饲喂通道两边的栏舍制作生物垫床，每栏牛舍作为1个生物垫床，面积40 m2；方法是把牛舍隔栏用空心砖相隔，高度20 cm。用以围住生物垫床的垫料，发酵床直接在围栏内地面上制作。发酵床共制作6个，两边各做3个。

生物垫床厚度：根据不同要求，生物垫床分别设为5 cm，10 cm，15 cm3个不同厚度，共制作6个，40 m2/个。

制作方法：首先将菌种用温糖水活化，与玉米粉或者麦麸均匀搅拌；然后将带有菌种的麦麸与准备好的木糠均匀搅拌；在搅拌过程中一边搅拌，一边喷水，使垫料的水分保持在30%左右；接着将搅拌好的垫料摊开铺平，按照要求的厚度进行生物垫床制作。

1.3.2 试验设计试验分为8个组：第1组，A菌种+5 cm木糠垫料；第2组，A菌种+10 cm木糠垫料；第3组，A菌种+15 cm木糠垫料；第4组，B菌种+5 cm木糠垫料；第5组，B菌种+10 cm木糠垫料；第6组，B菌种+15 cm木糠垫料；第7组，A菌种+无(粪)垫料；第8组，B菌种+无(粪)垫料。每组栏舍面积为40 m2，牛饲养密度一样。1～6组按照发酵床制作要求进行；第7组和8组牛入栏后直接把稀释好的菌种喷洒到栏舍的水泥地板上。

1.4 指标测定

每天定期观察垫料的颜色、水分状况、是否下沉、是否腐烂、变质等。每星期定期检测氨气1次，并且观察并记录各栏舍垫料发酵分解情况。

1.5 数据分析

试验数据采用Excel 2003软件进行整理，并用SAS软件进行分析，以P<0.05为差异显著性标准。

2 结果与分析

2.1 生物垫床的物理变化情况

生物垫床在发酵前8 d，1～6个处理组垫料的水分适宜，颜色均呈淡黄色，但在15～20 d内，各处理组生物发酵垫料的颜色逐渐加深，呈现浅棕色，生物垫床5 cm(第1组和第4组)牛床无板结，但腐烂面积分别为12.5 m2和12.8 m2，垫床腐坏面积最大；生物垫床10 cm组(第2组和第5组)有5～6 cm板结，牛床位置部分粪尿不能完全吸收、分解，腐烂面积分别为5.55 m2和5.61 m2；生物垫床15 cm(第3组和第6组)有10～11 cm板结，牛床位置粪尿部分不能完全吸收、分解，腐烂面积分别为5.80 m2和5.76 m2，腐坏面积与2组和5组没有差异，但板结垫料较多，造成浪费，均不适合牛生物垫床饲养要求；第7组无垫料，在试验结束，栏舍内粪的厚度约有2.5 cm，牛床位置干爽。第8组，栏舍内粪的厚度约有2.5 cm，牛床位置较湿。

2.2 生物垫床含水量分析

根据生物垫床的物理性状结果，选出第2，5，7，8组进行生物垫床的含水量测定分析得出，在1～8期内，4个处理组垫料含水率均有下降，由A组初期平均63.26%下降到末期平均59.13%；B组初期平均61.76%下降到末期平均58.66%；C组初期平均65.31%下降到末期平均63.57%；D组初期平均67.18%下降到末期平均63.70%；但4个处理组间差异不显著(P>0.05)。4组垫料含水率在1～8期内，平均含水率均保持在60%以上。由此可知，发酵床垫料含水率均在适宜微生物生长的水分含量范围内，保证了生物垫床发酵系统的稳定性(详见表1)。

表1 生物垫床含水量的测定结果 %

2.3 生物垫床NH3浓度分析

由表2可知，氨气浓度在添加生物菌剂的A和B组在1～8个期内降低至与空气中氨气的浓度差异不显著(P>0.05)，但C和D组氨气浓度在1～8个期内均高于添加生物菌剂和空气中的浓度，且差异显著(P<0.05)。由此可以得出，添加生物菌剂对氨气的释放有抑制作用，可使氨气释放能力相对减弱，有利于改善牛舍的饲养环境。

表2 生物垫床氨气浓度测定结果mg/m3

2.4 生物垫床经济成本分析

由表3可知，生物垫床的制作成本，B组的制作成本最高(585.01元)，C组最低(160.18元)。在限定的垫料成本和营养液成本不变前提下，总的成本主要取决于菌种的成本高低。由表3可知，B组的菌种成本最高，而C组的菌种成本最低。但从生物垫床的效果来看，A和B组的整体效果差异不显著(P>0.05)，因此，选择A组制作生物垫床是比较经济的。

表3 生物垫料成本分析元

3 讨论

生物垫床发酵技术处理畜禽粪污不但打破了传统发酵技术处理方法的局限性，而且还提高了发酵垫料转化为安全有效的有机肥料的效率。垫料不仅是粪污的载体，同时在发酵的过程中还扮演者微生物C、N的提供者，垫料的厚度关系到生物垫床效果的成败，研究中采用不同的厚度开展研究得出，10 cm的厚度效果明显，腐坏面积小，但是在牛舍生物垫床内牛活动多的区域，湿度较大，因此，在生物垫床制作中，根据实际情况，适当适时喷洒菌种，维持菌种的活性，同时按照垫床的初始比例随时对垫料进行补充。

生物垫床的含水量是垫床分解和吸纳粪污的关键。李秀金等[6]通过研究得出，牛粪堆料含水量为65%时，比含水量50%获得更高的堆温，更有利于杀灭病原菌。当水分含量超过70%时，温度难以上升，导致分解速率急剧下降。本试验研究得出，10 cm生物垫床的含水量为60.46%，与李秀金等的研究结果基本一致，差异不显著(P>0.05)。

试验中选用A和B两菌种，从生产性能角度来看，A菌种与B菌种的应用效果差异不显著，但B菌种价格相对较高，影响了其经济效益，因此A菌种可作为生物垫床制作的比较理想菌种，但在不同条件下，菌种应用的效果还有待进一步研究。

4 结论

畜牧生产中影响牛养殖场粪污发酵进程的主要是微生物与垫料，在进行生物垫床的厚度和功能性微生物作用效果的同时，还应该深入理解粪污的降解原理，合理选择菌种，找出起主导作用的功能益生菌，充分考虑粪污的量与床体垫料的吸纳率，合理构建床体大小，合理饲养，建设成本，最终应根据当地的廉价材料，结合实际因地制宜地开发利用生物垫床，提高养殖效率。