分子滤膜堆肥发酵对有机肥生产效率及氮素利用率的影响

2022-10-28王文建余晓强许顺鑫胡道俊王旭刚刘小勤杨才军蒋辉胜

畜牧兽医科学 2022年8期

王文建，余晓强，许顺鑫，胡道俊，王旭刚，刘小勤，杨才军，蒋辉胜

（1.襄阳市农业科学院，湖北襄阳 441057；2.襄阳市畜牧技术推广中心，湖北襄阳 441100；3.湖北省南漳县农聚福生态农业有限公司，湖北襄阳 441599）

0 引言

随着畜禽养殖规模的不断扩大，畜禽粪污污染问题日渐突出。目前畜禽养殖污染占据农业源污染总量的70%以上，畜禽粪污资源实际利用率低于40%，远低于《畜禽粪污资源化利用行动方案（2017—2020年）》的要求[1]。

畜牧兽医从业人员在畜禽养殖污染治理和资源化利用方面做出不少探索，先后采取了干湿分离、雨污分离、四级沉淀、生物净化、沼气利用、异位发酵床等技术，对解决养殖污染问题起到了一定作用。从实际情况看，多数养殖场的畜禽粪便处理工作仍存在诸多问题，其中最主要是发酵技术不成熟，设备投资成本过大，粪污运输过程中的臭、漏、稀等问题，限制了畜禽粪污资源化利用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

高分子选择性透气膜、复合微生物菌群、畜禽粪污、辅料（秸秆、木屑、蘑菇渣等）。

1.2 试验设计

分传统堆肥模式和分子滤膜堆肥2个大组研究，依次处理200 m3畜禽粪污，比较分析堆肥发酵时间、产量等指标。

1.3 样品采集与分析

（1）采集有机肥样品，测定蛔虫卵死亡率、粪大肠菌值、粪大肠菌群数、氮素含量、种子发芽指数等相关指标。

（2）分析分子滤膜在畜禽堆肥过程中对有机肥生产效率的影响。

（3）分析分子滤膜在畜禽堆肥过程中对有机肥氮素的高效利用研究[2]。

1.4 数据统计与分析

每一个试验组收集3个数据，应用统计分析软件GraphpadPrism计算各组数据的平均值（means）和标准差（standarderrors），各组数据以means±SEM表示，并用t检验分析相关各组数据的均数差异显著性。*，P＜0.05的统计值被认为是差异显著；**，P＜0.01的统计值被认为是差异极显著；***，P＜0.001的统计值被认为是差异非常显著。

2 结果与分析

2.1 分子滤膜堆肥发酵工艺流程

将畜禽粪便和辅料混合均匀，畜禽粪便调配要求，见表1。混合后的物料含水率宜为50%～65%，C/N为20∶1～35∶1，植物秸秆等高纤维物料应充分粉碎（小于0.6 cm或搓揉粉碎机进行绒状粉碎），多种物料混合均匀后发酵，混合物按2～3 m3物料添加1 kg专用腐熟菌剂比例，腐熟菌剂应获得管理部门产品登记，分子滤膜堆肥发酵后生成有机肥，可用于果林、蔬菜、农田，见图1。

表1 畜禽粪便调配方式

2.2 分子滤膜堆肥发酵温度

分子滤膜堆肥单次15～25 d完成发酵过程，设备中的温度探头可智能记录每日温度，第1天即可形成70 ℃以上高温发酵，维持10 d左右，之后温度逐渐下降。发酵过程中微生物也存在动态变化，检测显示第1天随着温度升高，嗜温好氧微生物和嗜热好氧微生物逐渐增多，温度逐渐下降时，嗜温好氧微生物才逐渐恢复，见图2。

2.3 有机肥产量

分析有机肥产量发现，单次处理200 m3畜禽粪污时，分子滤膜堆肥发酵约产出122 t成品有机肥，平均每m3畜禽粪污转化为0.61 t有机肥；传统堆肥发酵，约产出119 t成品有机肥，平均每m3畜禽粪污转化为0.595 t有机肥，见图3。统计分析发现分子滤膜堆肥比传统堆肥发酵产量略提升2.5%[3]。

分子滤膜堆肥发酵相比传统堆肥发酵，有机肥产量上相差不大，发酵时间大幅缩短，生产效率明显提升。

2.4 有机肥指标

检测分子滤膜堆肥发酵和传统堆肥发酵生产的有机肥氮素含量、蛔虫卵死亡率、粪大肠菌值、粪大肠菌群数、种子发芽指数等相关指标。

3 讨论

3.1 试验基地使用分子滤膜堆肥发酵初期成效好

试验基地现有年处理5 000 m3畜禽粪污的发酵基地，年产2 000 t有机肥原料的生产厂房，引入本项目的新型分子滤膜堆肥发酵技术后，不仅缓解化肥资源的短缺，提升地力，改善了农作物的品质和产量，实现了清洁生产和农业资源循环利用，推动生态农业的健康发展，还得到农户和企业的广泛认可，具有显著的生态环境效应、社会效益和经济效益。