發酵床養豬技術的研究進展

孫佳棟 田科雄

（湖南農業大學動物科學技術學院，湖南長沙 410128）

發酵床養豬技術的研究進展

孫佳棟 田科雄*

（湖南農業大學動物科學技術學院，湖南長沙 410128）

近年來，我國生豬產業得到突飛猛進的發展，規模化、集約化的養殖場不斷增加，與此同時，豬舍糞便、污水的排放也日益劇增，且這個問題越來越嚴重，成為制約生豬產業發展的主要因素，發酵床養殖模式不僅能夠解決這個問題，還可顯著提高豬群的生產性能和肉質品質。本文分別對發酵床的概念、技術要點、生產的必要性和目前存在的問題等四方面作一綜述，以期為生豬養殖者提供參考。

發酵床；養豬；微生物；菌種；碳氮比

生豬產業在我國國民經濟和人民生活中起著極其重要的作用，但規模化豬場產生大量污水和糞便，且不能及時在農業中被利用，也難以有效處理，成為制約生豬產業發展的關鍵因素[1]。如今生豬產業面臨環境污染、品質與健康問題、效益亟待提高三大困境，解決生豬產業給環境帶來的壓力，變廢為寶，在減少環境污染和不增加投入前提下，降低勞動強度，并培養出健康無病的豬，一直是國家、畜牧科研工作者和廣大養豬者共同追求的目標，如今國內外流行的發酵床養豬技術可以很好地解決現代生豬產業遇到的難題。大量研究表明，豬舍內部的NH3和H2S氣體在發酵床養殖模式下能夠顯著降低，且與傳統的養殖模式相比，豬的生長性能和免疫功能也能夠提高[2-4]，因此加大對發酵床養豬技術的研究意義重大。

1 發酵床的概念

發酵床養豬技術首先由日本民間發現，并應用于生產實踐中，目前在日本和韓國得到了大力推廣和應用，我國也在近幾年引進該項技術，民間也叫“自然養豬法”、“零排放養豬法”或“生物環保養豬法”[5]。

自然環境中存在三種生物體系，分別為動物、植物和微生物，它們之間相互聯系、相互影響，促進物質的循環轉化，發酵床養豬技術也是利用這個原理，通過科技手段采集有益微生物，進行培養、提純和擴繁等工藝流程，制備活力強大的功能微生物作為能量循環的關鍵性物質，再將此功能微生物按一定比例與墊料混合。墊料一般由鋸末、稻殼、秸稈以及一些輔助材料組成，能滿足舍內豬群對保溫、通風和微生物正常生活的需求，并能調節其碳氮比和酸堿度[6]。采用這種方式養豬，豬群的排泄物能夠及時為微生物所降解、消化和轉化，有益微生物能夠不斷繁殖，形成的菌體蛋白被豬采食后，既能夠為機體提供部分必需氨基酸，一定程度上可以節省部分飼料，又可以提高畜體的整體免疫力、飼料轉化率，并降低投入產出比與料肉比[7]，陳玉紅等[6]研究表明出欄相同體重的育肥豬可節省飼料20%～30%，節省六至八成人工，吳清越[8]研究還發現發酵床養豬比常規方法能夠使生豬提前出欄10～12天，且使用3年后的墊料可直接作為生物有機肥，產生了良好的社會效益和生態效益。

2 發酵床的技術要點

2.1 菌種的組成

豬舍內部的豬只排泄物由發酵床中的菌種降解，菌種的組成直接影響排泄物的降解效率，發酵過程中需要不同種類的菌種分工合作，不斷地分解糞便中的淀粉、糖類以及纖維素等有機物質[9]。同時，我們也需要考慮發酵床的溫度范圍，溫度過低，不能消滅糞便中的有害病菌，會危害畜體；溫度過高，菌群代謝旺盛，發酵床的墊料會很快被分解代謝，縮短使用年限；理想的發酵床溫度應控制在50℃左右[10]。影響發酵床溫度變化的因素主要是水分和透氣性，在水分充足的情況下，微生物發酵強度增加，溫度升高；在水分較少而透氣性不良的情況下，溫度也會局部升高，特別在夏天炎熱時，溫度的控制更加重要，此時我們可在豬舍中采用水簾降溫、調整墊料厚度和濕度等辦法來調節發酵床的溫度[11]；總之，發酵床中菌種的控制非常重要。

生產實踐中常用的菌種主要有乳酸菌、放線菌、芽孢桿菌、酵母菌和光合細菌，光合細菌能夠將糞便中的無機氨、有機酸、糖類等物質轉化成無嗅無味的N2和自身的營養物質，動物采食后能夠刺激腸道蠕動，增強動物的食物消化吸收率并促進腸道廢物的排出[12-13]；酵母菌將光合細菌合成的糖類、氨基酸等營養物質進行發酵，同時其分泌物能促進乳酸菌、放線菌等的增殖；乳酸菌的作用是產生乳酸，乳酸有殺菌的能力，能夠抑制有害細菌的繁殖并促進有機物分解；芽孢桿菌是這些有益微生物的輔佐菌種，當溫度過高時，酵母、光合細菌的分解活性將會被弱化，而這時的芽孢桿菌能彌補它們的缺失，起到發酵的作用，分解有機物，產生活性物質，降低糞便中有害氣體的濃度。

2.2 發酵床的活性劑

發酵床上使用的菌種分為兩種，自行采集的非專業菌種和專業菌種，前者需要加入活性劑進行調節，專業菌種正常情況下不需要活性劑就可以發酵增殖[14]。當發酵床用過一段時間后，墊料中的木屑會變薄變少，可以向其上面噴灑一定的活性劑以提高降解效率。活性劑從植物體內提取并經發酵后形成[15]，主要用于調節發酵床上微生物的活性。活性劑對發酵床的循環利用有十分重要的作用，特別是在發酵床上微生物活性降低時，如不加活性劑就容易產生有害氣體，也會產生對畜體有害的細菌。另外，平時應注意豬舍內部情況，如果發現豬大便堆積較多，應把活性劑朝糞便多的地方噴灑，以便于糞便充分分解。

2.3 發酵床墊料

發酵床墊料是發酵床養殖的關鍵，是技術的核心，墊料的原料一般都是由兩種農作物或林作物組成，組合的是否合理直接影響發酵床的日常管理和有益微生物的繁殖，應保證墊料組合滿足有益菌的生長需求和生產的需要。我們常用的墊料組合有“鋸末和麥秸、鋸末和秸稈、鋸末和花生殼以及鋸末和稻殼”，在這些組合的基礎上，也可考慮當地情況適當地靈活運用，但是原料一定要保證具有良好的吸水性、保水性和透氣性，碳氮比要大。微生物生存也需要營養和能量，這主要來自于墊料和糞便中的有機物，碳水化合物提供食物來源，含氮化合物為微生物生長和繁殖提供細胞骨架。秦竹等[16]研究表明微生物的最適碳氮比為25︰1，低于20︰1時，微生物會因能量不足而導致活性受到抑制，高于30︰1時，雖然微生物活性很高，但墊料會被過快消耗而縮短使用年限。也有研究發現墊料的碳氮比可在30︰1～70︰1之間變化[17]，原因在于二者是在不同的地點和季節下測量的結果，所以在確定發酵床墊料碳氮比時，應因地制宜，根據當地的氣候情況來決定而非一成不變。微生物菌群發酵需要弱堿性，發酵過程會產生乳酸，降低環境中的pH值，鈍化微生物的發酵活性，如果在制作墊料時pH值偏高，就會導致氨大量揮發，同樣阻止微生物的發酵分解[18-19]。正常情況下，可將墊料不斷翻耙以促使墊料混合均勻的方式來調節pH值，滿足功能性菌群的正常生長。墊料厚度是決定發酵床溫度的重要因素，現在普遍認為墊料厚度應在60～100 cm之間，不得低于50 cm。

3 發酵床養殖的必要性

3.1 生產性能及肉質品質

生產性能的提高是養殖戶獲利的主要途徑之一，發酵床養殖能夠顯著提高豬的日增重和飼料轉化率，減輕糞便中多余的營養物質對環境的污染，給豬群營造一個良好的生存環境。肌肉生長抑制基因（Myostatin,）負向調控肌肉的生長發育[20]，與常規水泥地面飼養相比，處于發酵床養殖的豬只，臀肌mRNA基因相對表達量并未出現顯著性差異，但是與常規飼養相比，其相對表達量降低8.6%，不同的飼養環境會影響動物的采食、運動和生長發育，也會影響基因的表達，發酵床養殖給豬提供了足夠的活動空間，增加了運動量，使得肌肉細胞內容物增加、肌纖維直徑增大，而這些都可能通過基因表達量的降低來實現，但不影響屠宰率、瘦肉率、骨骼率[21]。豬肉的嫩度可以通過肉質的剪切力來判斷，剪切力越小則豬肉越嫩，發酵床養殖模式下的豬肉剪切力略低于常規模式[22]，而且發酵床養殖豬只豬肉的鮮味氨基酸含量比普通圈舍飼養豬只的豬肉高11.65%，豬肉中的色氨酸、苯丙氨酸和必需氨基酸（EAA）也顯著增加，這與豬采食發酵床上微生物的菌體蛋白有關，從另一角度上可以看出發酵床養殖能夠節約飼料[23]，而這些氨基酸的增加能夠使豬肉營養更豐富，肉味更鮮美。

3.2 疾病調控

隨著生豬產業向規模化、集約化發展，生豬疾病嚴重影響甚至制約產業的發展，給養殖戶帶來了不可估量的經濟損失。雖然現在某些疾病已有較完善的治療方法，大部分急性病也有了相對應的疫苗，但這都是以犧牲動物自身免疫和大量資金為前提的，發酵床養殖模式在保育期和生長期的發病率顯著低于常規飼養方式，其中腹瀉、呼吸道疾病等的發生率分別降低了32.36%和24.23%[24]。組織細胞的通透性和機體新陳代謝的機能狀況可通過測量血液中的生活指標來判定，這種理論已在諸多研究領域中得到了應用，其中的尿素氮、谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶和血糖濃度、球蛋白的應用最為廣泛；尿素氮是蛋白質、氨基酸的代謝最終產物，低濃度的尿素水平反映機體蛋白質合成率高，即它的濃度影響畜體肌肉增長和體內病毒的排出[25]，谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶參與體內轉氨基作用，球蛋白與機體免疫功能密切相關，章紅兵等[26]研究表明發酵床養殖的豬只血清中尿素含量低于常規養殖，球蛋白IgA與IgG濃度顯著高于水泥地面飼養，原因可能是墊料中的微生物刺激豬只增強自身免疫系統；而且在發酵床養殖模式下，豬的脾臟、胰腺的發育情況也優于水泥地面養殖模式[27]；同時發酵床有利于維持仔豬斷奶后消化道中微生物的穩定性，但不改變腸道內大腸桿菌和乳酸菌的數量[28]；謝實勇等[29]研究還發現發酵床給妊娠母豬提供了良好的生活環境，提高了窩產活仔數，減少了妊娠母豬在妊娠期得蹄病的概率和無損淘汰率。

3.3 環境效益和經濟效益

近年來，人們越來越重視豬的飼養環境，豬場內部的空氣質量直接影響畜體的健康，豬的生長發育和繁殖需要大量氧氣，與此同時也會產生二氧化碳、氨氣等代謝氣體，豬與環境之間的氣體交換是一個動態過程。規模化養殖的豬舍空間有限，常導致產生的廢氣如NH3、H2S等不能及時排出，環境中有害氣體濃度較高，而豬只處于這種環境下，不僅影響其生長發育，甚至會導致動物死亡。特別是在冬季，豬舍封閉更嚴，氨氣濃度高會導致豬只眼睛發紅和發生呼吸道疾病，這最終會影響豬的正常生長發育，造成嚴重的經濟損失。發酵床養殖模式可以顯著改善豬舍的環境狀況[30]，相對于常規水泥地面飼養，發酵床豬舍中的微生物可迅速分解豬的糞尿，減少有害氣體的揮發，研究表明其可有效降低豬舍內部的NH3和H2S的濃度，NH3濃度在夏季和冬季分別可降低46.24%、22.10%，H2S濃度在夏季和冬季分別可降低57.34%、52.22%[31]。且發酵床豬舍可以起到良好的保溫效果，當舍外平均溫度為-15.31℃時，舍內溫度可達到11.92℃，平均濕度為77.84%[32]。

常規水泥地面養豬，需要每日清理豬舍糞便，需要大量的水來沖洗糞污及殘留物，這個過程既消耗大量的人力、物力，又產生大量的廢水，嚴重影響環境衛生，發酵床豬舍解決了這一難題，大大節省了用水和用工。發酵床豬舍還可顯著提高育肥豬的出欄重、總用料量，降低料肉比，使之比傳統豬舍下降了14.3%，使斷奶仔豬的料肉比下降了8.6%，從根本上解決了水、電、用工上的浪費，使每頭豬可多獲利111.9元[7]。王世棟[33]研究表明采用發酵床豬舍，每頭生豬平均日增重可達0.84 kg，比傳統水泥地面模式提高了7.7%，用在飼料上的資金比傳統水泥地面模式減少了22.54元，降低了4.5%，平均每頭獲利比傳統水泥地面模式提高了16.6%，達到了690.64元，提高了經濟效益。

4 發酵床模式存在的問題

隨著人們對發酵床豬舍的不斷認識，發現用發酵床模式養豬雖然具有很大優勢，但仍存在一些比較突出的問題，其中最為突出的就是墊料的來源問題，以目前制作發酵床的標準來看，每頭豬需要墊料面積達1 m2，且墊料的主體部分是鋸末，這需要大量的森林樹木，貨源非常緊張。如果不及時補充和更換墊料，會導致糞尿不能被分解，這些糞尿又不能像水泥地面豬舍那樣容易處理，長期下去會造成墊料腐爛發霉，成為疾病暴發的根源。而且造一個200頭育肥豬的發酵床豬舍僅墊料就需花費2萬元，這對中小型養殖戶來說很難承受得起[34]。其次就是菌種的問題，菌種都需要特定的生存環境，被應用到發酵床養殖上的微生物適應性都不廣，南北效果差異非常大[35]，也可能因牲畜的類別、飼料、墊料的差別而出現很大差異。我國南北氣候差異巨大，有些微生物在北方效果良好，在南方就可能出現截然相反的表現，從而達不到理想效果，最終導致死床的出現。另外，發酵床豬舍不允許飼喂含有抗菌物質的飼料，這會影響到飼料報酬；豬只一旦發生疫病，治療的藥物也受到限制，禁止使用化學消毒藥品和抗生素，這導致疾病治療手段單一，一旦發生口蹄疫、豬瘟等疾病，僅靠隔離治療無法控制，當疾病暴發時損失巨大[35]。

5 小結

發酵床養豬技術與傳統的水泥地面養殖模式相比，能夠顯著地降低料肉比、提高豬只的自身免疫力，改善豬舍內部的空氣質量，同時還可提高豬只的生產性能和肉質品質，降低生產成本，帶來良好的經濟效益和環境效益。但目前發酵床養殖仍處于研究階段，還存在一些棘手問題，如墊料的來源、菌種的使用等均是影響發酵床技術推廣的重要因素，但是我們堅信，隨著人們對發酵床的不斷研究，墊料的替代物以及適合中國本地的復合菌種會被發現，發酵床養殖模式也將為我國生豬產業帶來新的輝煌。

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S815.2

A

1673-4645(2014)04-0055-05

2014-03-03

孫佳棟，男，湖南邵陽人，在讀碩士研究生，研究方向為動物養殖，E-mail:sun jiadong666@126.com

*通訊作者：田科雄，男，教授，tkx@hunau.net