發(fā)酵床養(yǎng)豬技術的創(chuàng)新性研究*

武 英，盛清凱，王 誠，周開峰

(1. 山東省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，濟南 250100；2. 山東省畜禽疫病防治與繁育重點實驗室，濟南 250100；3. 山東省畜牧總站，濟南 250100)

發(fā)酵床養(yǎng)豬技術，為豬在發(fā)酵床墊料上生長，糞污被墊料中的微生物分解，糞污免清理的一項技術。2006年日本、韓國發(fā)酵床養(yǎng)豬技術開始進入山東省。由于山東省氣候條件、自然資源、養(yǎng)豬模式等與日本、韓國皆不同，照搬日本、韓國的養(yǎng)殖技術，易導致“水土不服”。我們結合山東省的實際情況，在發(fā)酵床養(yǎng)殖的各個環(huán)節(jié)，如菌種分離、墊料制作、發(fā)酵床管理、墊料再生等進行了系列創(chuàng)新性研究。

1 發(fā)酵床菌種的分離

1.1 菌種的分離與鑒定

從采集的發(fā)酵床墊料中，根據(jù)優(yōu)勢生長的菌株的菌落形態(tài)和菌體形態(tài)的不同，共篩選獲得14株優(yōu)勢細菌，編號1-14。經(jīng)16S rDNA 的測序和同源性比較后提交至NCBI blast 進行比對。由表1可以看出，14株細菌16S rDNA的同源性在87.2%～99.9 %，經(jīng)分析可分為5個組：分別是1、3、4、5、7、8和9號菌，2和6號菌，10、11和14號菌，12號菌，13號菌。組內(nèi)不同菌株16S rDNA的同源性均大于99%，組別之間的同源性小于97%，可能屬于不同的種。

把與所測菌株同源性最高的比對結果列于表2?？梢源_定所測的14株細菌均屬于芽孢桿菌屬，分屬于枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）、蠟樣芽孢桿菌（Bacillus polyfermenticus）、短小芽孢桿菌（Bacillus pumilus）、巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）等不同的種。

表1 發(fā)酵床中所篩優(yōu)勢細菌16S rDNA的同源性比較

表2 所篩菌株16S rDNA序列在NCBI blast檢索的同源性最高的菌屬

1.2 菌種利用豬糞生長狀況及除臭效果

所篩的14株細菌在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上生長非常迅速，在37 ℃培養(yǎng)16 h，純培養(yǎng)單菌落的直徑可達0.5 cm以上的有12株。所有菌株都可以利用豬糞生長，其中多數(shù)菌具有很強的生長優(yōu)勢，經(jīng)24 h培養(yǎng)菌體濃度可以達到107 CFU以上。除臭效果與生長速度呈正相關（表3）。其中以4和7號菌最為突出，培養(yǎng)2～4 d，基本上聞不出臭味，取而代之有一種略帶芳香的酸味。

表3 1—14號菌在豬糞中的生長狀況

針對篩選出的微生物菌種，還進行了酶學性質、耐高溫性質及飼養(yǎng)試驗等，系列試驗結果表明，篩選出的菌種具有安全、抗逆性強、分解糞污能力強的特點。

2 墊料選擇

日本專家推薦發(fā)酵床的墊料原料主要是鋸末和稻殼。山東省森林資源和稻殼資源缺乏。隨著發(fā)酵床養(yǎng)豬技術的推廣，鋸末和稻殼的銷售成本日益增加，進一步限制了該技術的推廣。為此，開展了墊料原料篩選的系列試驗。墊料選擇時應考慮原料的碳氮比、持水力和降解率(表5、表6)及銷售價格等指標。

根據(jù)不同原料的特性，山東省篩選出多種墊料組方（圖1），如鋸末+稻殼+玉米秸稈，鋸末+花生殼、棉稈+玉米芯+麥殼、甘蔗渣+稻殼、蘆葦桿+稻殼+樹葉、大豆秸稈+稻殼等。

3 發(fā)酵床制作方法

發(fā)酵床制作時主要是采用濕法，即將鋸末、稻殼、豬糞、玉米面及菌種按一定比例混合和調整水分含量，然后堆積發(fā)酵。將發(fā)酵好的墊料攤開鋪平后進豬飼養(yǎng)。該方法在山東省冬季應用較好，但夏季存在墊料高溫熱應激等問題。課題組進行了系列改進：墊料底層鋪墊玉米秸稈，上層鋪墊鋸末稻殼等混合層，從而增加了秸稈用量、降低了墊料成本；將鋸末、稻殼、玉米面、菌種直接混勻鋪墊，不再調整水分及堆積發(fā)酵，即干鋪法；甘蔗渣與稻殼、秸稈直接混勻，即均一制作法等。

表4 幾種常用墊料原料的物理特性

表5 幾種墊料原料的降解率 %

圖1 發(fā)酵床不同墊料原料配比預堆積發(fā)酵溫度變化

4 墊料管理

發(fā)酵床管理是養(yǎng)豬成功的關鍵技術之一。課題組僅對墊料堆積發(fā)酵過程及墊料平鋪養(yǎng)殖過程中的墊料菌群、墊料空隙率、氮磷等物質含量變化規(guī)律、重金屬富集情況等進行了系列研究。檢測濕法預堆積發(fā)酵及進豬飼養(yǎng)墊料中的大腸桿菌等菌群變化（表6），結果表明預堆積發(fā)酵產(chǎn)生高溫的過程中大腸桿菌等有害菌數(shù)量極顯著降低，隨著養(yǎng)豬時間的延長，墊料中的雜菌呈增加趨勢。檢測新、舊墊料中空隙率及氨氮等指標的變化，結果表明新墊料空隙率極顯著高于舊墊料，表層墊料空隙率高于底層（表7）。檢測墊料中銅、鐵、鋅、錳等金屬元素富集情況，結果表明使用18個月的舊墊料中富集的銅、鐵、鋅、錳等含量處于正常范圍內(nèi)，對豬生產(chǎn)性能及肉質安全無不良影響。

表6 使用不同期限發(fā)酵床墊料菌群變化表

表7 發(fā)酵床墊料不同深度的孔隙度

制訂了日常墊料監(jiān)控指標，即墊料溫度、干燥情況、泥濘區(qū)域、氨氣濃度等；以及墊料的翻挖管理程序，即仔豬15～30 d翻挖一次墊料，中大豬5～7 d翻挖一次墊料，墊料翻挖深度為20～30 cm，進豬50 d時大動作翻挖一次，豬出欄后將墊料補充新原料后再次堆積發(fā)酵，配合豬舍消毒，再次進豬飼養(yǎng)。

隨著墊料應用時間的延長，墊料消納糞污能力逐漸減弱，以及豬定點排泄習慣的養(yǎng)成，墊料容易“死床”。墊料采取更換“死床”墊料、泥濘化區(qū)域上層鋪墊新墊料等方式進行再生處理，從而延長墊料的使用壽命。

5 廢棄墊料資源化利用

廢棄墊料的資源化利用是養(yǎng)豬戶普遍關心的問題。將廢棄墊料（18個月）水溶液再稀釋10倍和100倍后分別進行稀釋液的玉米、小麥、黃瓜、白菜、西紅柿種子發(fā)芽試驗，試驗結果表明適當?shù)膹U棄墊料水溶液可以促進種子的發(fā)芽，這為廢棄墊料的資源化利用提供了參考。

6 配套技術

6.1 豬舍建筑

冬季和夏季分別測定山東省不同豬舍對豬生產(chǎn)性能的影響。2007年冬季試驗結果表明，與常見水泥地面豬舍相比，發(fā)酵床可顯著提高舍內(nèi)環(huán)境溫度2～3 ℃，極顯著降低豬舍內(nèi)的氨氣濃度和懸浮顆粒物，豬平均日增重提高5.3%，血清IgA、IgG濃度增加，冬季發(fā)酵床飼養(yǎng)效果良好。2008年夏季試驗結果表明，單層石棉瓦發(fā)酵床豬舍環(huán)境溫度明顯高于濕簾風機發(fā)酵床豬舍，受墊料高溫和環(huán)境高溫雙重熱應激不利影響，生豬生產(chǎn)性能降低。發(fā)酵床飼養(yǎng)生豬應因時因地，并且完善豬舍相關配套設施。依據(jù)山東省氣候條件，分別建立了活動柵欄式濕簾風機發(fā)酵床生長育肥豬舍和生態(tài)仔豬舍等。

6.2 飼養(yǎng)

發(fā)酵床原位消納了糞污，改善了豬舍環(huán)境，但生豬生產(chǎn)性能及豬肉質量與飼料營養(yǎng)水平等仍然密切相關。系列試驗結果表明，仔豬料中盡早添加益生菌或口服益生菌可以減少發(fā)酵床仔豬K88等腹瀉；控制飼料中砷制劑的添加水平，有助于減少豬肉中砷的沉積；采用液體發(fā)酵飼料，導致豬糞尿排泄增多，不利于墊料消納糞污。

6.3 消毒

發(fā)酵床豬舍的消毒問題涉及生豬安全。為此，進行了發(fā)酵床用藥篩選試驗。試驗結果表明聚維酮碘溶液、碘酊、乙醇、高錳酸鉀，可以選作直接針對發(fā)酵床的消毒用消毒劑，按推薦劑量使用,2～3 d消毒1次；戊二醛溶液、二氯異氰尿酸鈉溶液、新潔爾滅溶液，可以作為舍內(nèi)空氣消毒、帶豬消毒用消毒劑，按推薦劑量使用,2～3 d消毒1次；鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液、苯酚、雙鏈季銨鹽、癸甲溴胺，可以作為發(fā)酵床豬舍外環(huán)境消毒，舍內(nèi)固化地面、墻壁、屋頂、過道等的消毒用消毒劑，但不能直接針對發(fā)酵床噴霧噴灑此類消毒藥，按推薦劑量使用,1周消毒1次。

7 有待繼續(xù)深入研究的內(nèi)容

發(fā)酵床養(yǎng)豬技術將養(yǎng)殖生產(chǎn)與糞污處理兩環(huán)節(jié)結合，原位消納糞污，改善了豬舍環(huán)境。經(jīng)過系列創(chuàng)新研究，該技術已經(jīng)在山東省各個市地推廣，并且將發(fā)酵床養(yǎng)豬技術拓展至飼養(yǎng)肉雞、蛋雞、肉鴨、肉牛等領域。但該技術仍面臨許多問題，需要繼續(xù)深入研究。

7.1 墊料翻挖設備

研制墊料翻挖設備，取代日本式的挖掘機和小型爬犁機，建立適合中國規(guī)模豬場豬舍建筑樣式的墊料翻挖設備，從而達到省工省力的目的。

7.2 墊料原料

山東省主要農(nóng)作物為玉米、小麥和水稻。如何擴大玉米秸稈和小麥秸稈等的用量，進一步降低墊料成本，延長墊料使用期限成為需要深入探討的問題。

7.3 生豬福利評價

發(fā)酵床改善了生豬生存環(huán)境和活動空間，福利程度提高。其改善福利的評價依據(jù)需要深入探討。

8 結論與建議

1)節(jié)約用水，提高了豬福利，促進了廢棄資源的循環(huán)利用。自2006年開始，發(fā)酵床養(yǎng)豬技術已經(jīng)在山東省17市地推廣，應用場（戶）12000多家，建發(fā)酵床面積950萬m2以上，累計出欄商品豬3200萬頭以上，取得顯著的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

2)發(fā)酵床養(yǎng)豬技術在山東省以中小規(guī)模飼養(yǎng)場、保育豬飼養(yǎng)階段、冬季應用效果最好。全國各地在推廣發(fā)酵床養(yǎng)豬技術時，應結合當?shù)貧夂驐l件及當?shù)刭Y源，進行消化、吸收與創(chuàng)新，完善配套技術，建立適合當?shù)貙嶋H的發(fā)酵床養(yǎng)豬技術。