農(nóng)用廢棄物在異位發(fā)酵床上的應(yīng)用與推廣

梁友德，黃輝健，盧 藝，周小玲，張海峰，陳 奮，梁永文

（1.廣西桂平市畜牧站，廣西桂平 537200；2.廣西桂平市羅播鄉(xiāng)水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)站，廣西桂平 537213；3.廣西桂平市蒙圩鎮(zhèn)水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)站，廣西桂平 537222；4.廣西桂平市金田鎮(zhèn)水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)站，廣西桂平 537227；5.廣西桂平市南木鎮(zhèn)水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)站，廣西桂平 537226）

1 前言

桂平引進(jìn)異位發(fā)酵床處理糞污技術(shù)已有四五年歷史，實(shí)踐證明該技術(shù)在桂平推廣應(yīng)用是可行的，既改善了豬場環(huán)境，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，又對促進(jìn)農(nóng)民增收和新農(nóng)村建設(shè)具有重大意義。桂平的優(yōu)勢農(nóng)作物有水稻、花生等，谷殼、花生殼資源非常豐富，如能將其用作異位發(fā)酵床墊料，對發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖業(yè)具有重要意義。通過對桂平優(yōu)勢農(nóng)作物水稻、花生的副產(chǎn)品谷殼、花生殼替代50%鋸木屑的異位發(fā)酵床墊料，以期為谷殼、花生殼替代鋸木屑用作異位發(fā)酵床墊料進(jìn)行應(yīng)用推廣。

2 異位發(fā)酵床材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

根據(jù)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳關(guān)于印發(fā)《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場糞污資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)范（試行）》的通知》（農(nóng)辦牧〔2018〕2號），建設(shè)異位發(fā)酵床按設(shè)計(jì)存欄每頭豬配套不低于0.2平方米（墊料厚度0.65米），集糞池不低于0.2立方米[1]。異位發(fā)酵床墊料用的谷殼、花生殼、鋸木屑從加工廠購置；異位發(fā)酵床墊料的菌種（豬糞專用高溫菌發(fā)酵劑、高熱腐熟菌、加強(qiáng)型活力發(fā)酵床復(fù)合菌三種，現(xiàn)篩選出適合于主要谷殼、花生殼做異位發(fā)酵床的商品菌種2個(gè)豬糞專用高溫菌發(fā)酵劑、加強(qiáng)型活力發(fā)酵床復(fù)合菌）由廣西助農(nóng)畜牧科技有限公司生產(chǎn)提供。

2.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2020年7—10月在桂平市通寶養(yǎng)殖專業(yè)合作社（異位發(fā)酵床400平方米）100%鋸木屑做異位發(fā)酵床墊料。在桂平市社坡鎮(zhèn)維新水庫應(yīng)聰豬場（異位發(fā)酵床720平方米）和桂平市鳳海綜合養(yǎng)殖場（異位發(fā)酵床1 000平方米）用谷殼、花生殼替代50%鋸木屑作異位發(fā)酵床墊料示范應(yīng)用推廣，共120天。

2.3 指標(biāo)測定

2.3.1 溫度測定。試驗(yàn)過程中每間隔10d，在上午9點(diǎn)左右測定填量30cm左右深度的溫度，對比試驗(yàn)組和對照組填料溫度的變化情況。

2.3.2 填料pH值。每間隔10d，從填料當(dāng)中選擇適當(dāng)?shù)臉悠?，將樣品?分法縮至5g之后，加入45mL的無菌水用震蕩器，在室溫環(huán)境下連續(xù)震蕩30分鐘，靜置30分鐘之后，選擇使用pH值計(jì)，測定上層清液的pH值。

2.3.3 填料當(dāng)中微生物的數(shù)量。選擇使用稀釋涂布平板法培養(yǎng)培養(yǎng)料當(dāng)中的微生物，細(xì)菌選擇使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基分離，培養(yǎng)48小時(shí)真菌采用改良的培養(yǎng)基分離培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間控制在3～4d。

2.3.4 填料當(dāng)中營養(yǎng)物質(zhì)測定。試驗(yàn)結(jié)束之后，分別測定試驗(yàn)組和對照組填料當(dāng)中的總氮、碳氮比、有機(jī)質(zhì)、總鉀、總磷的含量，按照有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012中的方法進(jìn)行測定。

3 結(jié)果

3.1 墊料溫度測定

發(fā)酵床溫度的變化與墊料當(dāng)中微生物活性的變化密切相關(guān)，在整個(gè)試驗(yàn)過程中，墊料溫度的變化如表1所示。根據(jù)表1數(shù)據(jù)能夠看出在外界環(huán)境溫度相同的情況下，試驗(yàn)前期墊料的溫度會呈現(xiàn)迅速上升的趨勢，這主要是因?yàn)閴|料當(dāng)中的微生物快速分解生豬廢棄物和墊料當(dāng)中的大量有機(jī)物，釋放了大量的熱量，引發(fā)發(fā)酵床的溫度升高。而隨著發(fā)酵時(shí)間的進(jìn)一步增強(qiáng)，在整個(gè)試驗(yàn)過程試驗(yàn)組和對照組發(fā)酵床的溫度能夠達(dá)到35℃～60℃之間，最高發(fā)酵溫度會達(dá)到66℃，且試驗(yàn)組和對照組之間的溫度變化差異性不大，由此可以看出通過更換墊料不會對發(fā)酵溫度產(chǎn)生多大影響。墊料溫度的變化會呈現(xiàn)先升高后下降的情況，并如此反復(fù)。這主要是因?yàn)槌跗诖罅繝I養(yǎng)物質(zhì)分解產(chǎn)生大量熱量，隨著養(yǎng)分的消耗溫度會呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。

表1 墊料溫度測定/℃

3.2 墊料pH值

墊料pH值是影響微生物活性的重要理化指標(biāo)之一，發(fā)酵床發(fā)酵過程中主要依靠微生物的發(fā)酵作用，將廢棄物當(dāng)中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步分解轉(zhuǎn)化。微生物只有在適宜的pH值環(huán)境下，才能夠健康生長，大量繁殖，也才能夠更好地產(chǎn)生發(fā)酵作用。通常認(rèn)為在好氧發(fā)酵過程中墊料的pH值應(yīng)該控制在6.5～8.5之間，這有利于微生物的繁殖和發(fā)酵。在試驗(yàn)初期，由于墊料當(dāng)中的微生物大量繁殖，分解有機(jī)物質(zhì)和廢棄物，產(chǎn)生多種酸性物質(zhì)，造成pH值呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。但隨著養(yǎng)殖場的糞水不斷進(jìn)入到墊料當(dāng)中，微生物進(jìn)一步分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生了很多氨氮類的物質(zhì)，蓄積到墊料當(dāng)中會造成pH值呈現(xiàn)上升趨勢，微生物進(jìn)一步分解氮類物質(zhì)，造成氨氣揮發(fā)，同時(shí)在硝化作用之下，有機(jī)物也會被分解產(chǎn)生氫離子，又會造成pH值呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，墊料當(dāng)中的pH值始終處于弱堿環(huán)境當(dāng)中，有利于微生物的耗氧發(fā)酵。并且試驗(yàn)組和對照組織之間的差異性不顯著，如表2。

表2 墊料pH值

3.3 墊料中微生物的數(shù)量變化

在整個(gè)發(fā)酵處理過程中，墊料當(dāng)中的營養(yǎng)成分pH值、溫度都處于變化情況，并且都會隨著微生物群落的變化而產(chǎn)生變化。發(fā)酵初期由于微生物的數(shù)量相對較低，隨著發(fā)酵床內(nèi)不斷添加養(yǎng)殖廢棄物，墊料中可以直接利用的養(yǎng)分不斷增多，有利于微生物的大量繁殖，此時(shí)各種有益的真菌、細(xì)菌數(shù)量會顯著增加。發(fā)酵20天之后，由于墊料的含水率持續(xù)下降，并且pH值呈現(xiàn)堿性環(huán)境，不利于微生物的長時(shí)間繁殖，這個(gè)階段的真菌和細(xì)菌的數(shù)量會呈現(xiàn)下降趨勢，但隨著填料含水量的不斷增加，細(xì)菌和真菌的數(shù)量會進(jìn)一步升高。進(jìn)入試驗(yàn)后期之后，由于發(fā)酵床出現(xiàn)老化，可以直接利用的養(yǎng)分逐漸減少，真菌和細(xì)菌的數(shù)量呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。從試驗(yàn)全過程來看，細(xì)菌數(shù)量從第10天的2.30×106cfu/g，會升高的11.9×106cfu/g。而真菌的數(shù)量會從10天的0.02×106cfu/g升高到0.25×106cfu/g，所以在發(fā)酵床的微生物發(fā)酵處理過程中，細(xì)菌其中扮演著十分重要的角色，并且實(shí)驗(yàn)組和對照組之間的差異性不顯著。

3.4 墊料營養(yǎng)成分的變化

發(fā)酵成有機(jī)肥之后，墊料營養(yǎng)成分的變化情況，揭示了本次試驗(yàn)過程中對墊料成分做出適當(dāng)改變，是否會對營養(yǎng)物質(zhì)的產(chǎn)生產(chǎn)生影響。從試驗(yàn)結(jié)果來看，在試驗(yàn)結(jié)束之后，試驗(yàn)組和對照組墊料當(dāng)中的總氮、總磷、總鉀之間的差異性不顯著，由此可以看出，通過改進(jìn)墊料配方不會對最終的發(fā)酵墊料的營養(yǎng)成分產(chǎn)生多大影響。通常情況來看總氮、總磷、總鉀和有機(jī)質(zhì)含量以及碳氮比是衡量發(fā)酵墊料成熟的重要指標(biāo)，大量的微生物產(chǎn)生之后，能夠快速分解糞便當(dāng)中的有機(jī)物，產(chǎn)生大量的氨氮，隨著發(fā)酵深度進(jìn)行，墊料當(dāng)中的微生物會持續(xù)的繁殖增長，加快分解速度。詳細(xì)情況如表3所示。

表3 墊料營養(yǎng)成分的變化/ %

4 討論

畜牧業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、解決農(nóng)民增收的重要途徑，因此如何保障畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是各級各部門重點(diǎn)關(guān)注和著力解決的重要問題。異位發(fā)酵床可以減輕對環(huán)境的污染，不需要對豬糞采用清掃排放，也不會形成大量的沖圈污水，能省水80%～90%，從而沒有任何廢棄物、排泄物排出養(yǎng)豬場，基本上實(shí)現(xiàn)了豬糞尿污染物“零排放”標(biāo)準(zhǔn)，大大減輕了養(yǎng)豬業(yè)對環(huán)境的污染。墊料在使用1～2個(gè)月后，形成有機(jī)肥，可直接施用于農(nóng)田、果樹、茶葉等，達(dá)到循環(huán)利用養(yǎng)分、變廢為寶的效果，通過桂平市社坡鎮(zhèn)維新村5隊(duì)薛嘉杰使用桂平市社坡鎮(zhèn)維新水庫應(yīng)聰豬場異位發(fā)酵床發(fā)酵墊料用于300畝沃柑進(jìn)行示范試驗(yàn)，沃柑長勢良好，掛果率明顯提高。現(xiàn)已推廣33家生豬規(guī)模養(yǎng)殖場使用谷殼、花生殼替代50%以上鋸木屑做異位發(fā)酵床墊料，生豬存欄17 490頭，年出欄32 260頭，年飼養(yǎng)量49 750頭，按1頭豬平均日產(chǎn)糞污量6千克計(jì)，飼養(yǎng)150日出欄，年產(chǎn)發(fā)酵有機(jī)肥44 775噸，有機(jī)肥1噸1 000元，年新增產(chǎn)值4 477萬元。