畜禽糞污在好氧堆肥發(fā)酵中的問題及對策

黑立新，周水功，唐傳鵬

（膠州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山東青島 266300）

近年來，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，規(guī)?；B(yǎng)殖場也越來越多，給飼養(yǎng)者帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時也帶來了較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的糞便、生料殘渣等廢棄物，若不進(jìn)行及時有效的處理，隨意堆放在養(yǎng)殖場周邊，則會對周邊的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染問題，這些污物經(jīng)過長時間的堆積發(fā)酵會產(chǎn)生大量有毒有害的氣體，漂浮到空氣中對當(dāng)?shù)氐木用窈蛣游锏纳】翟斐赏{，并且還會引來大量的蚊蟲、蒼蠅等增大致病原的傳播幾率。另外，畜禽的糞便當(dāng)中含有較多的未被完全消化吸收的蛋白質(zhì)、氨基酸以及維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)堆肥處理過后可以作為有機(jī)肥料施用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，不僅能夠改良土壤，還有利于農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。畜禽糞污的好氧堆肥發(fā)酵是有效解決我國當(dāng)前畜禽糞污污染以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源再利用的問題，為我國農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)的全面可持續(xù)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 畜禽糞污好氧堆肥發(fā)酵的原理

畜禽糞污的好氧堆肥發(fā)酵是指在有氧條件下，將糞污原料當(dāng)中的有機(jī)物經(jīng)過自然界中的細(xì)菌、放線菌以及真菌等微生物作用后，發(fā)生一系列的降解與轉(zhuǎn)化，然后再經(jīng)過高溫發(fā)酵處理后，使其中的有機(jī)物發(fā)生礦質(zhì)化、腐殖化以及無害化后變成可以用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)的一種腐熟肥料處理技術(shù)。好氧堆肥發(fā)酵通常又被稱為高溫堆肥發(fā)酵，一般情況下堆體的溫度可高達(dá)50～65℃，最高溫度可達(dá)80～90℃，通過高溫作用可以有效殺滅糞污中的病原微生物，徹底的將有機(jī)物降低，同時還能加快有機(jī)物降解的速度，極大的縮短了糞污腐熟的時間，具有無害化程度高及堆肥產(chǎn)品肥力高等優(yōu)點，是當(dāng)前糞污處理的最主要的發(fā)酵方式。畜禽糞污的好氧堆肥發(fā)酵技術(shù)主要可以分為升溫、高溫和腐熟等三個階段，每個階段的原理如下：升溫階段，通常也指好氧堆肥發(fā)酵的起始階段，一般將溫度控制在15～45℃，這一階段的作用主要是將堆肥原料中的易于腐爛的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為容易被土壤吸收利用的有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)；高溫階段，一般將溫度控制在45℃以上，這一階段是好氧發(fā)酵的主要階段，由于一些高分子的不易降解的物質(zhì)也會發(fā)生分解、轉(zhuǎn)化的變化，導(dǎo)致堆肥原料的質(zhì)量和體積會發(fā)生減量變化；腐熟階段，經(jīng)過高溫階段以后，整個堆體的溫度會逐漸降低，此時一些不易降解的木質(zhì)素和腐殖質(zhì)則會處于共存的狀態(tài)，使得堆體中的多種營養(yǎng)物質(zhì)含量增加，但水分的含量會降低。

2 影響好氧堆肥發(fā)酵的因素

2.1 各原料成分在好氧堆肥發(fā)酵中的作用

水分：好氧堆肥發(fā)酵中的水分主要來自于糞污、輔料或者添加劑中，也可以另外單獨添加水分。在好氧堆肥發(fā)酵中水分主要幫助軟化原料，溶解原料當(dāng)中的有機(jī)物，有助于其加快分解。其次，水分還是發(fā)酵過程中微生物進(jìn)行新陳代謝以及生長繁殖的必需物質(zhì)，可以起到調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)和菌體均勻度的作用，對調(diào)節(jié)堆肥發(fā)酵的溫度有著至關(guān)重要的作用。

畜禽糞污：是畜禽養(yǎng)殖場中代謝的終產(chǎn)物，其中含有大量的碳水化合物和含氮化合物等具有腐敗性質(zhì)的物質(zhì)，在堆肥發(fā)酵過程中主要為各類微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)，確保其新陳代謝的正常進(jìn)行。輔料：主要包括各類農(nóng)作物的秸稈，以及谷殼、木屑、中藥渣或者花生殼等加工的副產(chǎn)品等，在堆肥發(fā)酵中主要起提供碳源，調(diào)節(jié)水分和碳、氮比的作用，同時還可以改善堆體的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，有利于堆肥發(fā)酵過程中氣體的流通性。

發(fā)酵菌種：細(xì)菌、放線菌、真菌等外源性菌種有較強(qiáng)的活性，并且繁殖能力和分解速度都非?？?，堆肥發(fā)酵中加入外源性發(fā)酵菌種可以有效加強(qiáng)有機(jī)質(zhì)的分解，提高堆肥化的速度，縮短堆肥發(fā)酵的時間。

2.2 環(huán)境因素的影響

溫度：堆肥發(fā)酵的溫度宜控制在50～65℃，堆肥發(fā)酵時高溫菌要比中溫菌對有機(jī)物的降解效率更高，但應(yīng)控制好堆肥發(fā)酵的溫度，若溫度過高則會導(dǎo)致微生物死亡，若溫度過低，則會推遲堆肥腐熟的時間，同時堆肥發(fā)酵應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行5d。

酸堿度：控制好堆肥過程中的酸堿度可以有效促進(jìn)微生物的生長代謝活動，并且還可以增強(qiáng)微生物的固氮效果。通常情況下，堆肥時應(yīng)將酸堿度調(diào)整為6.5～9.0 之間。

氧氣含量：在好氧堆肥過程中，氧氣的含量直接影響著微生物的活動強(qiáng)度，進(jìn)而影響有機(jī)物的發(fā)酵速度，若氧氣含量低于8%時，則會出現(xiàn)厭氧發(fā)酵的情況，導(dǎo)致大量的臭氣產(chǎn)生，因此在堆肥發(fā)酵時的氧氣濃度應(yīng)不低于10%。

3 堆肥腐熟的判定及影響

3.1 堆肥腐熟的判定方法

在具體操作中可以使用物理、化學(xué)和生物生長等幾類實驗方法對堆肥的腐熟程度進(jìn)行判定。

物理方法：通過檢查堆體的氣味、秸稈的顏色和柔軟性，是否有淡黃色的浸出液，堆體是否縮小為原來的1/2～2/3，電導(dǎo)率是否小于1.5ds·ms。

化學(xué)方法：檢查堆體的pH 值應(yīng)為8～9 的弱堿性，碳氮比例應(yīng)為（25～35）：1，堆體腐殖化的系數(shù)應(yīng)在30%左右。

生物生長試驗法：檢測堆肥產(chǎn)品對植物的生長作用，可知未腐熟的堆肥產(chǎn)品會抑制農(nóng)作物的生長。利用種子發(fā)芽試驗判定，發(fā)現(xiàn)堆肥發(fā)酵30d 以上的產(chǎn)品不會再影響種子的發(fā)芽率。

3.2 未腐熟堆肥的影響

未腐熟的堆肥產(chǎn)品中會存在部分致病菌，在適宜的溫度和水分條件下會在土壤中大量的生長繁殖，給農(nóng)作物帶來病蟲危害，影響農(nóng)作物的正常生長。其次，未腐熟的堆肥產(chǎn)品還會再次發(fā)酵，爭奪消耗土壤中大量的氧氣，從而抑制農(nóng)作物的生長，并且還會產(chǎn)生較多的熱量，造成植株“燒根、燒苗”或者死亡的現(xiàn)象。此外，未腐熟的堆肥花卉產(chǎn)生大量的甲烷和氨等有毒有害的氣體，對農(nóng)作物產(chǎn)生酸害，并且影響種子的發(fā)芽。

4 好氧堆肥發(fā)酵中的常見問題及對策

4.1 腐熟溫度不達(dá)標(biāo)

在實際的堆肥發(fā)酵過程當(dāng)中，非常容易出現(xiàn)發(fā)酵溫度不上升或者上升非常慢，一直達(dá)不到腐熟要求的溫度。通常情況下，堆肥原料中的含水量會直接影響好氧堆肥的進(jìn)程，原料中最佳的含水量應(yīng)維持在55%～65%左右，氧氣的含量最好在10%左右，一旦水分含量超過65%，則會導(dǎo)致堆肥物料發(fā)生緊縮，影響堆體空氣的流通，導(dǎo)致發(fā)酵出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，減緩有氧發(fā)酵的速度，甚至造成發(fā)酵停止，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)酵溫度無法上升或者上升的非常慢；反之，若原料中的水分含量低于40%，將無法滿足各種微生物的生長代謝所需，導(dǎo)致微生物攝取營養(yǎng)物質(zhì)的能力下降，進(jìn)一步影響運動和代謝過程，導(dǎo)致原料中有機(jī)物的分解和能量釋放的速度減慢，影響堆肥發(fā)酵的溫度上升過程。

處理對策：對于堆肥發(fā)酵的溫度難以上升的問題，工作人員可以在確定好堆體水分含量的情況下，適當(dāng)?shù)奶砑虞o料或者水量補(bǔ)充堆體水分，對于水分較高的可以重新翻拋堆體，或者增加適量的秸稈等將水分含量調(diào)節(jié)到50%～60%之間。

4.2 氨臭味變濃

在堆肥過程若水分過量或者原料顆粒太細(xì)（正常直徑一般在0.4～5cm 左右）則會導(dǎo)致堆體太過充實，不利于堆體內(nèi)的空氣流通，造成堆體內(nèi)氧氣供應(yīng)量不足，出現(xiàn)厭氧發(fā)酵狀態(tài)，同時形成大量的硫化氫、氨和硫醇等大量的中間產(chǎn)物，發(fā)出濃烈的惡臭氣味，并且由于大量硫化物的存在還會導(dǎo)致堆肥料出現(xiàn)腐敗發(fā)黑的現(xiàn)象。

處理對策：工作人員可以提前確定好堆體的水分含量，適當(dāng)添加顆粒直徑較大的輔料，以降低堆體的水分含量，同時還可以加大充氣泵的壓力或者充氣次數(shù)等，以加大堆體空氣流通的速度，不僅能夠蒸發(fā)掉過量的水分，還能夠為堆體內(nèi)有機(jī)物的發(fā)酵分解提供充足的氧氣，以減少堆體中腐敗物的含量，抑制惡臭味。

4.3 溫度升高后下降太快

堆體中的碳氮比會直接影響到微生物的生長代謝情況，若堆肥原料中的碳源過多，氮源的含量較少，碳氮比例過高，則會導(dǎo)致微生物代謝合成過程中合成原料的物質(zhì)減少，致使微生物的生長繁殖受到抑制，從而使堆體中的有機(jī)物分解速度下降，嚴(yán)重的甚至?xí)Ｖ拱l(fā)酵，導(dǎo)致堆肥發(fā)酵的溫度快速下降，不利于發(fā)酵過程的繼續(xù)。

處理對策：工作人員可以采取抽樣檢測的方式檢測堆肥原料中的碳氮比例，根據(jù)比例情況適當(dāng)?shù)奶砑有笄菁S污或者其他的含碳或含氮的有機(jī)化合物等，可有效的恢復(fù)堆肥發(fā)酵的狀態(tài)。

5 結(jié)語

綜上所述，通過好氧堆肥發(fā)酵可以有效解決養(yǎng)殖場的糞污和多余秸稈的處理問題，還可以實現(xiàn)資源再循環(huán)利用，制作有機(jī)肥料用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)當(dāng)中，有助于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。在堆肥發(fā)酵的操作過程中應(yīng)格外注意有氧發(fā)酵所需的條件，控制好溫度、水分、酸堿度以及碳氮源的比例等，減少發(fā)酵不完全等問題，有效提高資源化利用率。