农用废弃物在异位发酵床上的应用与推广

梁友德，黄辉健，卢 艺，周小玲，张海峰，陈 奋，梁永文

（1.广西桂平市畜牧站，广西桂平 537200；2.广西桂平市罗播乡水产畜牧兽医站，广西桂平 537213；3.广西桂平市蒙圩镇水产畜牧兽医站，广西桂平 537222；4.广西桂平市金田镇水产畜牧兽医站，广西桂平 537227；5.广西桂平市南木镇水产畜牧兽医站，广西桂平 537226）

1 前言

桂平引进异位发酵床处理粪污技术已有四五年历史，实践证明该技术在桂平推广应用是可行的，既改善了猪场环境，取得了良好的经济效益和生态效益，又对促进农民增收和新农村建设具有重大意义。桂平的优势农作物有水稻、花生等，谷壳、花生壳资源非常丰富，如能将其用作异位发酵床垫料，对发展生态养殖业具有重要意义。通过对桂平优势农作物水稻、花生的副产品谷壳、花生壳替代50%锯木屑的异位发酵床垫料，以期为谷壳、花生壳替代锯木屑用作异位发酵床垫料进行应用推广。

2 异位发酵床材料与方法

2.1 试验材料

根据《农业农村部办公厅关于印发《畜禽规模养殖场粪污资源化利用设施建设规范（试行）》的通知》（农办牧〔2018〕2号），建设异位发酵床按设计存栏每头猪配套不低于0.2平方米（垫料厚度0.65米），集粪池不低于0.2立方米[1]。异位发酵床垫料用的谷壳、花生壳、锯木屑从加工厂购置；异位发酵床垫料的菌种（猪粪专用高温菌发酵剂、高热腐熟菌、加强型活力发酵床复合菌三种，现筛选出适合于主要谷壳、花生壳做异位发酵床的商品菌种2个猪粪专用高温菌发酵剂、加强型活力发酵床复合菌）由广西助农畜牧科技有限公司生产提供。

2.2 试验方法

试验于2020年7—10月在桂平市通宝养殖专业合作社（异位发酵床400平方米）100%锯木屑做异位发酵床垫料。在桂平市社坡镇维新水库应聪猪场（异位发酵床720平方米）和桂平市凤海综合养殖场（异位发酵床1 000平方米）用谷壳、花生壳替代50%锯木屑作异位发酵床垫料示范应用推广，共120天。

2.3 指标测定

2.3.1 温度测定。试验过程中每间隔10d，在上午9点左右测定填量30cm左右深度的温度，对比试验组和对照组填料温度的变化情况。

2.3.2 填料pH值。每间隔10d，从填料当中选择适当的样品，将样品用4分法缩至5g之后，加入45mL的无菌水用震荡器，在室温环境下连续震荡30分钟，静置30分钟之后，选择使用pH值计，测定上层清液的pH值。

2.3.3 填料当中微生物的数量。选择使用稀释涂布平板法培养培养料当中的微生物，细菌选择使用牛肉膏蛋白胨培养基分离，培养48小时真菌采用改良的培养基分离培养，培养时间控制在3～4d。

2.3.4 填料当中营养物质测定。试验结束之后，分别测定试验组和对照组填料当中的总氮、碳氮比、有机质、总钾、总磷的含量，按照有机肥标准NY525-2012中的方法进行测定。

3 结果

3.1 垫料温度测定

发酵床温度的变化与垫料当中微生物活性的变化密切相关，在整个试验过程中，垫料温度的变化如表1所示。根据表1数据能够看出在外界环境温度相同的情况下，试验前期垫料的温度会呈现迅速上升的趋势，这主要是因为垫料当中的微生物快速分解生猪废弃物和垫料当中的大量有机物，释放了大量的热量，引发发酵床的温度升高。而随着发酵时间的进一步增强，在整个试验过程试验组和对照组发酵床的温度能够达到35℃～60℃之间，最高发酵温度会达到66℃，且试验组和对照组之间的温度变化差异性不大，由此可以看出通过更换垫料不会对发酵温度产生多大影响。垫料温度的变化会呈现先升高后下降的情况，并如此反复。这主要是因为初期大量营养物质分解产生大量热量，随着养分的消耗温度会呈现逐渐下降趋势。

表1 垫料温度测定/℃

3.2 垫料pH值

垫料pH值是影响微生物活性的重要理化指标之一，发酵床发酵过程中主要依靠微生物的发酵作用，将废弃物当中的有机质进一步分解转化。微生物只有在适宜的pH值环境下，才能够健康生长，大量繁殖，也才能够更好地产生发酵作用。通常认为在好氧发酵过程中垫料的pH值应该控制在6.5～8.5之间，这有利于微生物的繁殖和发酵。在试验初期，由于垫料当中的微生物大量繁殖，分解有机物质和废弃物，产生多种酸性物质，造成pH值呈现逐渐下降趋势。但随着养殖场的粪水不断进入到垫料当中，微生物进一步分解蛋白质产生了很多氨氮类的物质，蓄积到垫料当中会造成pH值呈现上升趋势，微生物进一步分解氮类物质，造成氨气挥发，同时在硝化作用之下，有机物也会被分解产生氢离子，又会造成pH值呈现逐渐下降趋势。在整个试验过程中，垫料当中的pH值始终处于弱碱环境当中，有利于微生物的耗氧发酵。并且试验组和对照组织之间的差异性不显著，如表2。

表2 垫料pH值

3.3 垫料中微生物的数量变化

在整个发酵处理过程中，垫料当中的营养成分pH值、温度都处于变化情况，并且都会随着微生物群落的变化而产生变化。发酵初期由于微生物的数量相对较低，随着发酵床内不断添加养殖废弃物，垫料中可以直接利用的养分不断增多，有利于微生物的大量繁殖，此时各种有益的真菌、细菌数量会显著增加。发酵20天之后，由于垫料的含水率持续下降，并且pH值呈现碱性环境，不利于微生物的长时间繁殖，这个阶段的真菌和细菌的数量会呈现下降趋势，但随着填料含水量的不断增加，细菌和真菌的数量会进一步升高。进入试验后期之后，由于发酵床出现老化，可以直接利用的养分逐渐减少，真菌和细菌的数量呈现逐渐下降趋势。从试验全过程来看，细菌数量从第10天的2.30×106cfu/g，会升高的11.9×106cfu/g。而真菌的数量会从10天的0.02×106cfu/g升高到0.25×106cfu/g，所以在发酵床的微生物发酵处理过程中，细菌其中扮演着十分重要的角色，并且实验组和对照组之间的差异性不显著。

3.4 垫料营养成分的变化

发酵成有机肥之后，垫料营养成分的变化情况，揭示了本次试验过程中对垫料成分做出适当改变，是否会对营养物质的产生产生影响。从试验结果来看，在试验结束之后，试验组和对照组垫料当中的总氮、总磷、总钾之间的差异性不显著，由此可以看出，通过改进垫料配方不会对最终的发酵垫料的营养成分产生多大影响。通常情况来看总氮、总磷、总钾和有机质含量以及碳氮比是衡量发酵垫料成熟的重要指标，大量的微生物产生之后，能够快速分解粪便当中的有机物，产生大量的氨氮，随着发酵深度进行，垫料当中的微生物会持续的繁殖增长，加快分解速度。详细情况如表3所示。

表3 垫料营养成分的变化/ %

4 讨论

畜牧业是农业生产的支柱产业之一，是实施乡村振兴战略、解决农民增收的重要途径，因此如何保障畜牧业的可持续发展是各级各部门重点关注和着力解决的重要问题。异位发酵床可以减轻对环境的污染，不需要对猪粪采用清扫排放，也不会形成大量的冲圈污水，能省水80%～90%，从而没有任何废弃物、排泄物排出养猪场，基本上实现了猪粪尿污染物“零排放”标准，大大减轻了养猪业对环境的污染。垫料在使用1～2个月后，形成有机肥，可直接施用于农田、果树、茶叶等，达到循环利用养分、变废为宝的效果，通过桂平市社坡镇维新村5队薛嘉杰使用桂平市社坡镇维新水库应聪猪场异位发酵床发酵垫料用于300亩沃柑进行示范试验，沃柑长势良好，挂果率明显提高。现已推广33家生猪规模养殖场使用谷壳、花生壳替代50%以上锯木屑做异位发酵床垫料，生猪存栏17 490头，年出栏32 260头，年饲养量49 750头，按1头猪平均日产粪污量6千克计，饲养150日出栏，年产发酵有机肥44 775吨，有机肥1吨1 000元，年新增产值4 477万元。