文│劉平國(guó)(山西省飼料獸藥監(jiān)察所)
崔保維(山西大友農(nóng)牧業(yè)有限公司)
獺兔糞便資源化利用工藝及應(yīng)用
文│劉平國(guó)(山西省飼料獸藥監(jiān)察所)
崔保維(山西大友農(nóng)牧業(yè)有限公司)
隨著集約化、規(guī)?;墨H兔養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展,獺兔糞便的堆放污染加劇,成為環(huán)境污染的突出問(wèn)題,并嚴(yán)重影響獺兔養(yǎng)殖項(xiàng)目本身的健康發(fā)展。目前,國(guó)內(nèi)外動(dòng)物糞便發(fā)酵大多采用好氧發(fā)酵工藝,大規(guī)模的厭氧發(fā)酵未見(jiàn)報(bào)道。本研究從兔糞資源化利用角度出發(fā),以工業(yè)化生產(chǎn)獺兔糞便生物有機(jī)肥為目的,系統(tǒng)研究了獺兔糞便的好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵中各種營(yíng)養(yǎng)成分的變化和不同工藝發(fā)酵的有機(jī)肥的肥效差異。
1.發(fā)酵的材料。
(1)獺兔糞便。東達(dá)集團(tuán)內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗分水梁獺兔養(yǎng)殖基地堆放2個(gè)月的半風(fēng)干兔糞。兔糞養(yǎng)分檢測(cè)結(jié)果:水分39%、有機(jī)質(zhì)43.5%、有機(jī)氮(N)2.31%、有機(jī)磷(P2O5)1.86%、鉀(K2O)1.23%、腐植酸18.6%。
(2)泥炭(細(xì)度8目)。內(nèi)蒙古武川縣天成礦業(yè)有限責(zé)任公司提供。泥炭養(yǎng)分(中國(guó)腐植酸協(xié)會(huì)檢測(cè)中心檢測(cè)):水分8.36%、有機(jī)質(zhì)61.63%、易水解物26.87%、總腐植酸35.72%、黃腐酸16.07%。
(3)復(fù)合生物菌劑。自主研發(fā),由嗜酸乳桿菌、釀酒酵母菌、硝化菌、反硝化菌、環(huán)狀芽孢桿菌、放線菌等十幾種厭氧菌和好氧菌復(fù)合培養(yǎng)而成,能殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球菌,并抑制白色念珠菌的生長(zhǎng)。好氧發(fā)酵復(fù)合生物菌劑以好氧菌為主,厭氧發(fā)酵復(fù)合生物菌劑以厭氧菌為主。
(4)糖蜜。由內(nèi)蒙古包頭華資實(shí)業(yè)股份公司提供。糖蜜養(yǎng)分:粗蛋白質(zhì)3.6%、糖45.2%、礦物質(zhì)8.8%。
(5)厭氧發(fā)酵袋。由溫州創(chuàng)佳包裝材料有限公司提供。規(guī)格為25千克裝。該產(chǎn)品采用PA/PE七層共擠膜材料,安裝單向排氣閥,排氣順暢,發(fā)酵原料接菌后就密封包裝,發(fā)酵在包裝袋內(nèi)進(jìn)行。在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的氣體達(dá)到設(shè)定壓力后通過(guò)呼吸膜排出,但是外界的空氣不能進(jìn)入包裝袋內(nèi)。這樣確保了包裝袋內(nèi)的無(wú)氧和無(wú)雜菌污染的環(huán)境,不僅保證了微生物的活性,同時(shí)也保證了產(chǎn)品能長(zhǎng)期儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
2.試驗(yàn)方法。
(1)原料處理。先將獺兔糞便過(guò)篩,除去塑料瓶、玻璃瓶、獺兔毛塊及其他雜物,然后用半濕物料粉碎機(jī)將獺兔糞便粉碎到8目以上的細(xì)度,晾曬到水分含量至20%以下。同時(shí),按照原菌種∶糖蜜∶過(guò)濾好的水以1∶1∶10的比例擴(kuò)繁菌劑種,厭氧狀態(tài)靜置72小時(shí)。
(2)原料配制。把處理好的獺兔糞便與泥炭按照8∶2的比例配制,并攪拌均勻。配制好的原料養(yǎng)分含量:水分20.5%、有機(jī)質(zhì)46.38%、有機(jī)氮(N)1.85%、有機(jī)磷(P2O5)1.51%、有機(jī)鉀(K2O)1.0%。有機(jī)氮、磷、鉀總量4.36%。
(3)好氧發(fā)酵工藝。按照擴(kuò)繁好的菌劑∶水=1∶180的比例配制菌劑發(fā)酵液,按照每噸原料加262千克發(fā)酵液,充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠖逊拾l(fā)酵。在堆肥發(fā)酵條跺中插入長(zhǎng)腳溫度計(jì),觀察、檢測(cè)發(fā)酵溫度的變化。發(fā)酵的第4天溫度上升到65℃時(shí)翻堆一次,翻堆后的第4天溫度又上升到65℃時(shí)再翻堆一次,第二次翻堆后的第4天溫度又上升到65℃時(shí)再翻堆一次,第三次翻堆后(第3天)溫度上升到58℃時(shí),溫度不再上升,開(kāi)始下降,第20天發(fā)酵溫度下降到35℃時(shí),發(fā)酵結(jié)束。
(4)厭氧發(fā)酵工藝。按照擴(kuò)繁好的菌劑∶水=1∶50的比例配制發(fā)酵液,按照每噸配制好的原料加100千克發(fā)酵液,充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笾苯友b入發(fā)酵袋,然后用復(fù)合薄膜封口機(jī)密封發(fā)酵袋口后開(kāi)始進(jìn)行厭氧發(fā)酵。發(fā)酵第2天開(kāi)始,發(fā)酵袋微微有脹氣,第4天脹氣消失,第7天發(fā)酵結(jié)束,整個(gè)發(fā)酵期發(fā)酵溫度大致穩(wěn)定在35℃左右。
1.產(chǎn)品外觀氣味。好氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥色澤較暗,疏松,沒(méi)有兔糞的腥臭味。厭氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥色澤較亮艷,有黏結(jié)感,有彈性,呈現(xiàn)酸甜味,完全沒(méi)有兔糞的腥臭味。
2.養(yǎng)分含量。經(jīng)檢測(cè),好氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥養(yǎng)分含量:有機(jī)質(zhì)36.78%、有機(jī)氮(N)0.76%、有機(jī)磷(P2O5)1.32%、有機(jī)鉀(K2O)0.88%、總養(yǎng)分2.96%;厭氧發(fā)酵袋發(fā)酵的有機(jī)肥養(yǎng)分含量:有機(jī)質(zhì)45.02%、有機(jī)氮(N)1.91%、有機(jī)磷(P2O5)1.49%、有機(jī)鉀(K2O)1.11%、總養(yǎng)分4.51%。好氧發(fā)酵總養(yǎng)分只相當(dāng)于厭氧發(fā)酵的65.6%。
3.pH。好氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥pH為7.8,呈弱堿性;厭氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥pH為5.2,呈酸性。
4.體積與重量變化。好氧發(fā)酵后的體積為發(fā)酵前原料的71%,好氧發(fā)酵后的重量為發(fā)酵前原料重量的76.7%,重量直接損失23.3%;厭氧發(fā)酵后的體積和重量與裝袋時(shí)原料的體積和重量幾乎沒(méi)有變化,變化幅度在1%~3%。
5.發(fā)酵溫度。好氧發(fā)酵溫度在35~65℃,維持55℃以上時(shí)間為430小時(shí)左右;厭氧發(fā)酵溫度穩(wěn)定在32~37℃。
6.發(fā)酵時(shí)間。好氧發(fā)酵時(shí)間為20天;厭氧發(fā)酵時(shí)間為7天。
7.有效活菌數(shù)。經(jīng)檢測(cè),好氧發(fā)酵產(chǎn)品有效活菌數(shù)在2億~8億/克,厭氧發(fā)酵產(chǎn)品有效活菌數(shù)在18億~32億/克。
8.肥效試驗(yàn)。好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)西紅柿、青椒盆栽試驗(yàn):
(1)等重量施用試驗(yàn)結(jié)果:厭氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥比好氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥產(chǎn)量提高31.6%,而且厭氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥種植的西紅柿果大色正,植株幾乎沒(méi)有發(fā)生病害。
(2)等營(yíng)養(yǎng)施用試驗(yàn)結(jié)果:厭氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥比好氧發(fā)酵的生物有機(jī)肥產(chǎn)量提高24.8%。
9.產(chǎn)品情況。厭氧發(fā)酵后的產(chǎn)品可以直接成為商品,其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn):有機(jī)氮+有機(jī)磷+有機(jī)鉀的總含量≥4%;有效活菌數(shù)≥10億(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為≥0.2億);有機(jī)質(zhì)(以干基計(jì))≥45%(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為≥25%);腐植酸≥20%;pH為5.2(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5.5~8.5);有效期≥6個(gè)月;水分≤30%。
好氧發(fā)酵產(chǎn)品不能直接成為商品,總養(yǎng)分含量達(dá)不到國(guó)家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn),需要添加調(diào)配一定量的化學(xué)肥料才能達(dá)到國(guó)家有機(jī)肥指標(biāo)。
1.獺兔糞便是制作生物有機(jī)肥的好原料。獺兔是以食草為主的雜食性動(dòng)物。獺兔糞便養(yǎng)分含量高,是生產(chǎn)生物有機(jī)肥的好原料,以獺兔糞便為主要原料生產(chǎn)的兔糞生物有機(jī)肥養(yǎng)分全面,肥勁柔和、持久、穩(wěn)定,具有改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,并具有殺蟲(chóng)滅菌、抗旱保墑等作用。施用兔糞生物有機(jī)肥的土壤,能減少螻蛄、紅蜘蛛、黏蟲(chóng)等害蟲(chóng),對(duì)各種作物都能起到顯著增產(chǎn)和提高品質(zhì)的作用。
2.厭氧發(fā)酵工藝是獺兔糞便乃至動(dòng)物糞便資源化利用的最佳工藝。本研究結(jié)果可知,獺兔糞便資源化利用采用厭氧發(fā)酵工藝,達(dá)到在兔糞發(fā)酵過(guò)程無(wú)害化,即在發(fā)酵過(guò)程中沒(méi)有溫室氣體和不良?xì)馕兜呐懦?、沒(méi)有氮的損失,而且還大大降低能量的消耗,并徹底殺滅了有害菌和寄生蟲(chóng)卵,是獺兔糞便資源化處理的最佳方式。
厭氧發(fā)酵獺兔糞便不僅可以解決獺兔糞便的污染問(wèn)題,而且解決了養(yǎng)殖業(yè)的后顧之憂,同時(shí)也增加了畜禽養(yǎng)殖的附加值,經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著,使畜禽養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)種植業(yè)良性循環(huán)發(fā)展。對(duì)發(fā)展生物有機(jī)肥,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。
3.經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。東達(dá)集團(tuán)獺兔養(yǎng)殖基地目前養(yǎng)殖規(guī)模年出欄150萬(wàn)只商品獺兔,項(xiàng)目完成達(dá)到年出欄2000萬(wàn)只商品獺兔,年產(chǎn)獺兔糞便達(dá)16萬(wàn)噸,采用厭氧發(fā)酵工藝資源化利用,可以生產(chǎn)20萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)生物有機(jī)肥,產(chǎn)值可達(dá)2億元。
4.建議。獺兔糞便中混雜有玻璃瓶、塑料瓶以及其他垃圾等,給糞便處理帶來(lái)不便,建議獺兔養(yǎng)殖者把獺兔糞便和垃圾分開(kāi)堆放,獺兔糞尿分開(kāi)收集。獺兔尿養(yǎng)分含量:含氮0.15%、磷微量、鉀1.02%,收集后可以發(fā)酵葉面肥、滴灌肥和沖施肥。
點(diǎn)評(píng):獺兔糞便的厭氧發(fā)酵工藝,達(dá)到在兔糞發(fā)酵過(guò)程無(wú)害化,即在發(fā)酵過(guò)程中沒(méi)有溫室氣體及不良?xì)怏w的排出、沒(méi)有氮的損失,而且還大大降低能量的消耗,并徹底殺滅有害菌和寄生蟲(chóng)卵,為獺兔糞便乃至動(dòng)物污染糞便利用資源化、加工生產(chǎn)過(guò)程無(wú)害化、規(guī)?;?、工廠化提供了科學(xué)依據(jù)。