复合微生物菌剂在羊粪堆肥中的效果试验

张学虎，胡立国，齐 明，魏玉明，王 鹏

（1.张掖市动物卫生监督所，甘肃 张掖 734000；2.张掖市金农源生物科技有限公司，甘肃 张掖 734000）

张掖市地处河西走廊中部，境内地势平坦、气候温和，水土光热条件适宜，饲草资源丰富，具有发展畜牧业得天独厚的优势。2020年，张掖市羊饲养量达581.51万只，存栏量达313.28万只，有规模羊场577个，肉羊规模养殖比重达到76%。随着肉羊养殖量的不断增加，羊粪产量越来越大，据统计全市羊粪年产量约280万t。如何科学高效地处理羊粪，实现羊粪处理无害化、资源化成为公众关注的重点。现有研究表明，人工加入微生物菌剂可提高粪污堆肥发酵的效率、缩短发酵周期、提升堆肥制品质量，对控制和改善环境都有一定促进作用[1-4]。为了探索复合微生物菌剂对羊粪的处理效果，并在生产中进行推广应用，笔者选择3种商业用复合微生物菌剂，在张掖市具有气候、地理位置代表性的3个规模场进行羊粪堆肥发酵试验，旨在观察商用微生物菌剂对羊粪堆肥发酵的影响，同时筛选出较为适合张掖地区羊粪无害化处理的微生物菌剂，为今后推广使用提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

羊粪取自张掖市3个规模养羊场。3种复合微生物菌剂购自市场，分别标记为菌剂1、菌剂2、菌剂3。其中，菌剂1是购自广西某生物公司的强兴堆肥发酵剂，含酵母菌、乳酸菌、丝状真菌、芽孢杆菌等，有效活菌总数≥60亿个/g；菌剂2是购自山东某公司的嘉福有机肥发酵剂，含枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、光合细菌、放线菌、海洋红酵母、酿酒酵母、乳酸粪肠球菌等，有效活菌总数≥100亿/CFU；菌剂3是购自河南某生物公司的益加益粪便发酵剂，含乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、光合菌、放线菌等多种有益微生物菌群及其代谢产物，有效菌总数≥200亿个/g。

1.2 试验设计

试验于2021年7—8月开展，在选定的3个规模养羊场同时进行，每场设立4个粪污处理点，其中3个为试验组，1个为对照组。试验组分别添加菌剂1、菌剂2、菌剂3，对照组不添加任何菌剂。试验采用条垛堆肥发酵法，每组使用羊粪10 m3左右，建堆前各试验组按照说明书添加相应微生物菌剂，充分混合，调节含水量至55%～65%，建制成底宽顶窄、高度一致（1.2 m左右）及外形统一的梯形状条垛。建堆后覆膜发酵观察60 d，分别于第3 d及第7 d进行翻堆，以后每隔7天翻堆1次并取样检测。试验数据取3个规模场的平均数进行综合分析。

1.3 温度测定

在试验开展过程中，每天上午固定时间内测定堆体内部距表面约30～50 cm处的温度，记录为堆体的发酵温度，同时测定当日环境温度。

1.4 pH值测定

取翻堆后样品约5 g，用50 ml蒸馏水溶解，在室温下摇床振荡30 min，转速180 r/min，过滤后取上清液测定不同发酵时间段内的pH值。

1.5 病原菌检查

取堆肥样品1 g，用10 ml生理盐水溶解，充分混合均匀后取1 ml，用9 ml生理盐水进行第1次稀释，待充分混匀后，再次取1 ml混合液，用9 ml生理盐水进行第2次稀释，后续操作依次类推，直到样品稀释到1×10－8[5]。然后分别选取1×10－4、1×10－5、1×10－6、1×10－74个稀释度的混合液，涂于病原菌选择培养基37℃培养24 h，观察并记录大肠杆菌、沙门氏菌等病原菌检出情况，并根据稀释度推算出样品中的菌落数（CFU/g）。

1.6 寄生虫虫卵检查

取堆肥样品5 g，生理盐水50 ml，充分混合均匀后，用McMaster氏法做虫卵计数检查，计算出每克堆肥样品中的虫卵数（EPG），按照常规方法计算虫卵减少率。

2 结果与分析

2.1 温度的变化

堆肥发酵过程中不同时间点堆体温度变化情况见图1。从图1可以看出，堆肥过程中堆体温度的变化总体呈现先升高后降低的趋势。在建堆当天，各试验组的温度与外环境温度基本接近，大约在26～31℃。随着试验的进行，各试验组堆体温度迅速升高并在第7～10 d达到最高值，较对照组最高温度的出现提前1周左右，且高温在48～56℃的时间持续4周左右。与对照组相比，试验2组温度变化最为明显，最高时可达到62℃左右，并且该组最高温度的到来要比试验1组和试验3组提前2～4 d。

图1 不同微生物菌剂在羊粪堆肥发酵中对温度的影响

2.2 pH值的变化

在堆肥发酵过程中，堆体pH值的变化情况见图2。从图2中可以看出，整个试验过程中，各组pH值的变化趋势总体表现为“先升高再缓慢下降最后趋于平稳”。在堆肥进行到2周前后时，试验2组、试验3组的pH值达到最大值，而试验1组和对照组则在第3周时才达到最大值；堆体的pH值始终保持弱碱性或中性状态，适宜于微生物的生长[6]；在堆肥发酵结束时，堆体的pH值都稳定在7.48～7.71之间，这与现有报道基本一致[7]。

图2 不同微生物菌剂在羊粪堆肥发酵中对pH值的影响

2.3 病原菌的变化

本试验主要检测大肠杆菌和沙门氏菌的变化情况，堆体中病原菌的消纳情况见表1。结果显示，随着时间的推移，各组堆体中的病原菌逐步被消纳，添加了不同微生物菌剂的各试验组，在发酵结束时堆体中基本检不出病原菌。总体来看，试验2组在第7 d时，堆体中的病原菌开始减少，比对照组提前约1周，至1个月时基本检不出病原菌，比对照组时间缩短2周左右；而试验1组和试验3组在第2周时，堆体中的病原菌开始减少，至发酵6周时表现为基本检不出病原菌，比对照组时间短。

表1 不同微生物菌剂在羊粪堆肥发酵中对病原菌的消纳情况

2.4 寄生虫虫卵的变化

本试验主要检测线虫、球虫等虫卵的变化情况，堆体中虫卵的消纳情况见图3。结果表明，随着时间的推移，各试验组堆体中的寄生虫卵逐步被消纳，至第35 d时基本检不出寄生虫卵。其中，试验2组在1周后虫卵减少率达到50%，较试验1组、试验3组及对照组提前约1周；至第3周时试验2组虫卵减少率就达到90%以上，而试验1组及试验3组在1个月左右时虫卵减少率才能达到90%以上，对照组则需要2个月或更长时间。

图3 不同微生物菌剂在羊粪堆肥发酵中对寄生虫卵的消纳情况

3 讨论与小结

试验结果显示，使用微生物菌剂后，可使发酵最高温度较对照组提前2～4 d到来，发酵最高温度可到61℃左右，且高温持续期较对照组延长1周左右，这有助于促进堆肥的腐熟；同时，使用微生物菌剂可以使堆体发酵中的pH值保持在适宜水平，一方面有利于微生物的生长，另一方面可促进堆体中氮类复合物的分解及有机酸的积累[3][7]，从而提高堆肥质量。因此，在羊粪堆肥发酵过程中添加微生物菌剂可以调节堆体的温度、pH值等理化指标，有助于加快堆体腐熟速度、提高发酵效率、缩短发酵周期。

试验结果表明，使用微生物菌剂可使堆体中病原菌开始减少的时间较对照组提前7～10 d，病原菌基本被消纳的时间提前2周左右；同时，可使堆体中虫卵减少率达到50%的时间点提前8 d左右，且试验组在30 d前后虫卵减少率即可达到90%以上，而对照组的虫卵减少率最高只能达到80%左右，且随着时间的推移，个别种类的虫卵还持续存在。因此，在羊粪堆肥发酵过程中添加微生物菌剂，可以有效提高发酵温度，有助于加速杀灭其中的病原菌及寄生虫卵[8-9]，从而防止羊只反复感染，提高其生长发育性能。

试验证明，在羊粪无害化处理过程中，通过添加微生物菌剂的方式进行堆肥发酵，可以改善堆肥效果、净化养殖环境，有效降低羊粪处理不当对环境造成的污染，减少对羊只生长发育的影响，具有一定的推广应用价值。试验在张掖市不同地区进行，测得的试验数据接近，差异不明显，说明地理环境或区域性差异对试验结果的影响较小，因此试验所选的3种微生物菌剂均适合推广使用，但以菌剂2效果最为明显，建议在推广过程中作为首选。

在肉羊育肥过程中，定期清粪并加入一定量的微生物菌剂进行建堆好氧发酵，可以调节堆肥的温度、pH值等理化指标，有助于加快羊粪的腐熟速度、提高发酵效率；同时，可以加快消纳其中的病原菌及寄生虫卵，降低羊只反复感染病原微生物的风险，有助于改善养殖环境，提高羊只的生长发育性能，间接增加养殖收入。目前，市场上商品化的微生物菌剂种类繁多、价格适宜，可以满足不同的堆肥需求，管理规范、条件完善的规模羊场均可接受。因此，在实际生产过程中，通过添加生物菌剂的方法，对羊粪进行堆肥发酵处理，不仅可以实现粪污的减量化、资源化和无害化，而且可以提高羊只的生长发育性能，增加养殖收入。