不同原料微生物异味发酵床处理猪废弃物效果试验

刘昭良

（湖南省衡南县泉湖镇动物防疫站 421112）

畜牧业养殖中会产生大量畜禽粪便，这些粪便的有效利用率不到50%，对环境造成的影响主要是水体和大气，已威胁到农业绿色生产。微生物发酵床技术在控制和降低畜禽粪便造成环境污染方面的研究较多，但由于原料成本高、发酵温度难以控制等造成畜禽不能良好的生长，产生一些病原菌问题。本文采用异味发酵床技术，发酵床与畜禽养殖分离的模式对生猪养殖废弃物进行处理，通过微生物技术分解畜禽粪便有机物，希望能控制粪便污染问题[1,2]。

1 材料与方法

1.1 试验装置

本次试验在某地区的大型生猪养殖舍内进行，采用养殖区与异味发酵床同时建设的方法，异味发酵床根据处理的畜禽粪便量大小而规划，单个发酵床规模为400cm×110cm×100cm。为了达到较好的效果，异味发酵床试验中我们选择了两组试验，每组处理生猪4 头，观察和养殖时间区间为 2019 年 4 月 12日～2019 年 6 月 12 日，试验时间为 60d。

1.2 试验材料

某规格发酵剂 （2 号），用量为每 4m3填料加入 600g 菌剂，菌剂主要菌种为芽孢杆菌，有益菌数量大于112 个/g。第一组试验，采用小麦秸秆为发酵床的填料，总的用量为600kg；第二组试验采用质量比为1：2 的玉米秸秆和稻壳为发酵床填料，用量同为600kg。选择猪舍内50kg 左右的小白猪为研究对象，两组试验生猪健康度一样，养殖区温湿度环境控制良好。

1.3 试验仪器

分析天平、PU 酸度计、恒温鼓风干燥箱、控温消煮炉、凯式定氮仪、MLR-350HT 生物培养箱、原子吸收光谱仪、Cary50 型原子吸收光谱仪、CX31 OLYMPUS 光学显微镜。所有的试验仪器试验前重新进行校验，满足了试验对于仪器精度的要求。

1.4 试验设计及样品采集

1.4.1 试验设计

第一组试验：（1） 将小麦秸秆粉碎成 0.3～1cm 的小段，与菌剂充分混合搅匀，将混匀后的原料含水量控制在45%～50%内。（2） 将制作好的填料导入发酵床内进行发酵，预发酵时间控制为5d，第6 天开始试验。

第二组试验：（1） 原料处理和制作发酵床方法与第一组试验一样。（2） 两组试验用的饮用水和饲料相同，采用 《第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册》 计算每头猪的粪便产生量和尿液量。（3） 为了保证填料含水率要求，定期对养殖区进行水冲洗，最少10d 冲洗一次，每次水量控制在15kg 左右，冲洗后的水通过排污口进入异味发酵床内，采用搅拌机对填料进行机械翻捣，同时将畜禽粪便送到发酵床的表层。

1.4.2 样品的采集

为了体现对比效果，我们选定在试验的第 0、3、6、9、12、18、25、34、47、60 天从发酵床不同层中采集式样，分别为上层 （0～15cm）、中层 （15～25cm） 和下层 （25～45cm），每个层中采集样品500g。将其放入无菌的自封袋中。从袋子中取110g 用于测定含水量、微生物数量和pH，剩下的样品放置在阴凉处风干备用，后续进行营养物质、有机质和C/N 等测定。

1.5 样品分析

1.5.1 温度和pH

每天上午 10：00 左右测定填料层 15、25、50cm 深度处的温度，3 处温度平均值作为当天填料层的温度；pH 酸碱度测定采用四分法进行，取样5g，在250ml 三角瓶中加入一定量的无菌水，在一定转速下震荡30min，用pH 计测量pH。

1.5.2 填料含水量及微生物测定

采用四分法进行测量，将50g 填料放在105℃恒温箱内恒温24h，后冷却到室温，测定其含水量；采用稀释涂布平板法计数填料中的微生物，细菌采用一定的营养液进行培养，时间为 3～4d，真菌采用培养基分离培养，时间为 5～6d。

2 结果与分析

2.1 发酵床填料温度变化情况

通过观测发现，随着发酵时间的持续，填料层的温度为先升高后降低，最高温度不超过55℃。第一组试验中小麦秸秆温度在第6 天出现最高温度58℃；第二组试验中的填料在第47天出现最高温度55℃。

2.2 发酵床填料pH 的变化

第一组试验小麦秸秆填料层的pH 随时间变化，从刚开始的6.6 快速升高，在第9 天升高到最大值9.5 后随着发酵时间的深入，pH 呈现明显下降趋势，在发酵结束时维持在7.8 左右；第二组试验中稻壳和玉米秸秆填料pH 从开始的7.3，经过47d 的发酵后升高到8.8，到56d 结束时升高到9.0，之后出现下降趋势，发酵结束维持8.2 左右。

2.3 发酵床填料含水量变化

第一组试验：小麦秸秆起始含水量为51%，在第9 天含水量达到68%，然后出现下降趋势，在第46 天左右降低到发酵前的水平，然后再次升高和下降。第二组试验：稻壳和玉米秸秆填料起始含水量为54%，然后下降后再升高，波动比较大，最大含水量在66%，最小含水量只有40%。

2.4 发酵床微生物数量变化

从两组试验的现象来看，细菌维持在 108～109数量级别，真菌维持在103～108数量级。第一组试验中的小麦秸秆填料，细菌呈现突然升高的趋势，在第19 天左右达到最高数量，为2.2×109cfu/g，自此以后出现波动，最终维持在 2.0×108cfu/g，第二组试验细菌的波动比较小，整个发酵过程维持在1.1×108cfu/g。对于真菌来说，第一组试验波动同样大，最大值为2.3×107cfu/g，第二组试验真菌数量随时间快速升高，在第4 天达到最大值8.5×106cfu/g，之后出现下降。

3 讨论

本次试验研究了不同发酵床填料对微生物异味发酵床处理生猪养殖废弃物效果的影响，得到如下结论：（1） 不同填料发酵床温度变化趋势不同，稻壳和玉米秸秆组温度维持在25～55℃范围内，符合发酵床温度控制要求。（2） 小麦秸秆组的pH 变化较大，稻壳和玉米秸秆组PH 变化范围小，维持在7.3～8.2 范围内，接近微生物发酵的最佳 pH。（3） 小麦秸秆组含水量维持在51%～68%范围内，稻壳和玉米秸秆组含水量变化幅度小。（4） 两组试验结束时，细菌和真菌维持范围符合国家有机肥的标准。