玉米秸稈型發酵床養豬墊料發酵效果的研究

摘 要：近年來隨著發酵床養豬的進一步發展，鋸末和稻殼的價格隨之水漲船高，直接造成養豬戶經濟效益的減少，而涼州區作為農業大區每年有大量的秸稈資源得不到很好的利用。本文通過設計8個試驗單元，其中100 %鋸末組為對照組，其他7種墊料配方使用玉米秸稈或玉米芯取代部分鋸末作為發酵床墊料為試驗組。試驗結果表明：7種試驗配方均能達到全鋸末發酵床的養殖效果，均能應用于發酵床養豬。

關鍵詞：玉米秸稈型發酵床；墊料；發酵效果；涼州區

中圖分類號：S816.7 文獻標識碼：A 文章編號：1001-0769（2014）12-0058-04

豬和玉米分別是武威市涼州區畜牧業和種植業的重點產業。隨著養豬業規模化進程的加快，對周圍環境的污染日益加劇。同時，隨著玉米種植面積的迅速擴大，玉米秸稈產量的劇增，大部分玉米秸稈被廢棄或焚燒，而造成的生物質資源浪費以及環境污染日益嚴重。因此，利用玉米秸稈作為發酵床的有機墊料，將秸稈循環利用引入養豬生產中，發展生態養豬業，最大限度的提高資源利用率，實現經濟、生態和社會效益的統一，是涼州區亟待解決的關鍵問題。而如何找出符合涼州區實際情況的秸稈替代鋸末和稻殼成為發酵床養豬面臨的一個重要問題，本試驗針對上述問題著重進行研究。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗設計

本試驗于2014年1月4日在武威市涼州區黃羊鎮土塔村星火種豬場進行，豬舍共分隔為8個試驗單元，各單元規格長×寬×高分別為4.1 m×3.5 m×0.9 m，待發酵床正常啟動后進豬飼養，各單元10頭，供試仔豬經過嚴格挑選，保持各欄中仔豬的均衡，入舍前統一驅蟲，同時不定期對豬舍周圍進行消毒，預防疫情。各單元墊料配比情況詳見表1。

1.2 試驗材料

根據墊料選擇的原則，選擇風干玉米秸稈、玉米芯和鋸末為試驗原料，以干燥，不發霉為宜。玉米秸稈和玉米芯購自周邊農戶，鋸末購自周邊木材廠，均為原木鋸末，各種原料的特性詳見表2（均為在干物質基礎上的實測值）。

1.3 樣品采集

本試驗主要通過對不同比例秸稈墊料的成分進行分析，篩選出最適秸稈添加比例。試驗按照菌劑和秸稈的不同共分為8個組，各組加水混勻調制含水率在50 %左右，各組參數特征詳見表4。堆制過程分別按菌劑的詳細說明嚴格執行。在試驗的第0、7、14、21、28、60及120天，在墊料的中部多點取樣，混勻，放入冰盒中保存，帶回實驗室及時處理化驗分析。

1.4 檢測指標及方法

（1） 物理性狀：主要從顏色、氣味、含水狀況來判斷墊料的物理性狀。

（2） pH：取10 g墊料樣至250 mL離心管，用去離子水按1︰10（W/V）的比例稀釋，于振蕩器上震蕩30 min，測定pH值。

（3） 總氮：風干樣，凱氏定氮法。

（4） 銨態氮：取5 g墊料用2 mol/L的KCl按1︰5（W/V）的比例充分混勻，搖床浸提30 min，4 000 rpm離心后，取上清液靛酚藍比色法測定氨氮。取樣及顯色劑用量如下：取5 μL浸提液，加入2 mL顯色劑A（苯酚+硝普鈉）、2 mL顯色劑B（堿性次氯酸鈉），邊加邊混勻。用去離子水稀釋，使吸光度在0～1之間，混勻，37 ℃水浴30 min，冷卻后于625 nm、1 cm比色皿比色。

（5） 硝態氮：取風干樣品按照肥料中硝態氮含量的測定紫外分光光度法（NY/T1116-2006）進行測定。

（6） 脲酶：脲酶采用比色法：取5.00 g樣品于100 mL容量瓶中，加入2 mL甲苯，15 min后，加入10 mL 10 %尿素溶液和20 mL pH 6.7的檸檬酸-磷酸緩沖溶液，仔細混合后，于38 ℃培養3 h，同時另設空白試驗。培養結束后，用熱至38 ℃蒸餾水稀釋至刻度（甲苯應懸浮于刻度線以上），充分搖勻后，通風櫥過濾。取1 mL濾液于50 mL容量瓶中，用水稀釋至10 mL，然后加入4 mL苯酚鈉溶液，并立即加入3 mL次氯酸鈉溶液，搖勻，20 min后，定容，于578 nm波長測定吸光度，同時配制標準曲線。

（7） 過氧化氫酶：過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法：取3.00 g左右樣品于125 mL錐形瓶中，注入40 mL蒸餾水和5 mL 0.3 % H2O2，將瓶置于搖床上振蕩20 min，隨后加入5 mL 1.5 mol/L H2SO4以穩定剩余H2O2，過濾。取25 mL濾液用0.02 mol/L KMnO4溶液滴定至淺粉紅色。另取5 mL 0.3 %H2O2與40 mL蒸餾水與5 mL 1.5 mol/L H2SO4混合，然后取25 mL該混合液用0.02 mol/L KMnO4滴定，作為空白。

2 數據處理

數據的處理及圖表制作均采用Excel完成，試驗數據采用SPSS軟件進行差異顯著性檢驗。

3 結果與分析

3.1 物理性狀的變化

試驗開始時各組墊料水分適中，均呈淡黃色，各組墊料散發出淡淡的鋸末味。當試驗結束時各組墊料的顏色有所加深，由于發酵的原因同一組墊料自上而下顏色逐漸加深，上層水分損失多于下層，并且隨著深度的增加水分含量逐漸增大，不過沒有出現霉變，腐爛等現象，也沒有明顯的糞臭味。試驗結束時各組墊料高度均有所下降，其中25 %鋸末+75 %玉米秸組的墊料高度下降最多，100 %鋸末組的墊料高度下降的最少。

3.2 pH的變化

試驗pH的結果如圖1所示，100 %鋸末、65 %鋸末+35 %秸稈、45 %鋸末+55 %玉米秸稈和65 %鋸末+35 %玉米芯組的初始pH都沒有達到7，各組的pH值均呈現上升趨勢，到試驗結束時各組墊料升到8.55～9.11之間，各組墊料的初始pH均大于對照（100 %鋸末pH為6.02），在試驗前14 d內各單元墊料pH值均迅速增加，然后逐漸緩慢增加的趨勢，可能由于試驗初期微生物發酵和豬糞的突然增加導致ph值迅速增加，發酵床有機墊料環境偏堿性，這與畜禽糞尿中大量的無機氮含量有關。各試驗組的pH值隨著時間的延長呈現極顯著升高的趨勢。

3.3 全鹽量

可溶性鹽分是土壤鹽堿化的重要指標，也是造成土壤鹽漬化和影響作物品質的主要原因之一。在有機墊料添加微生物制劑，可以加速豬糞中碳氮代謝，使絕大部分有機物能被降解或呈揮發性有機酸揮發損失，但糞便中的無機鹽必然累積在發酵床墊料中，長期使用可能使墊料呈鹽漬化，進而影響墊料對糞便的降解作用。由圖2可以看出，試驗期內全鹽量的含量在0.43 %～5.23 %之間，各組墊料全鹽量呈現逐漸增加趨勢，在前14 d由于微生物發酵和豬糞的突然加入，導致全鹽量快速增加，隨著微生物發酵豬糞逐漸處于穩定，鹽分在繼續累積，但速度明顯放緩。試驗結果表明，有機墊料表層鹽分含量隨著時間的累積將慢慢趨于飽和。

3.4 總氮

試驗各組總氮的結果如圖3所示，各組全氮含量趨勢呈現先上升后緩慢下降的趨勢，初始含氮量在0.27 %～0.91 %之間，試驗結束時全氮量在0.73 %～1.58 %之間。其中30 %鋸末+70 %玉米秸稈組變化最大，差異極顯著（P<0.01），早期由于秸稈本身含氮量高于鋸末，后期也是30 %鋸末+70 %玉米秸稈組下降的最快，差異極顯著（P<0.01），主要由于隨著時間的延長墊料總量減少的迅速。試驗結果表明，在墊料表層，隨著糞尿的累積和微生物菌劑的添加，微生物活動逐漸旺盛，第28天過后，微生物活動基本穩定，氮素的累積和代謝活動基本平衡。

3.5 銨態氮

銨態氮的結果如圖4所示，從圖中可以看出銨態氮呈現出前期急劇下降，中期緩慢上升，后期又下降的波動變化。在0 d時各單元銨態氮均處于最大值，7 d時降至最低，14 d和21 d持續上升，隨后逐漸穩定并緩慢下降。100 %鋸末組銨態氮含量顯著低于其他各組（P<0.05）。

3.6 硝態氮

硝態氮的結果如圖5所示，從結果可以看出到試驗結束時混合組的硝態氮的含量比試驗開始時有所上升，其他各組變化不大。除了在21 d時100 %鋸末組和25 %鋸末+75 %玉米秸稈組的硝態氮含量出現明顯的下降外，整個試驗過程各組硝態氮含量曲線比較平穩。

3.7 過氧化氫酶

過氧化氫酶是一種保護酶，存在于好氧、兼性厭氧及耐氧微生物細胞內，與生物氧化關聯，其活性與有機質含量及微生物數量有關。從圖6可以看出，過氧化氫酶含量在第7天時各組除25 %鋸末+75 %玉米芯組均上升至最高值，然后呈現緩慢下降趨勢。25 %鋸末+75 %玉米芯組在第14天達到最高值。隨著養豬時間的延長，墊料微生物和豬糞之間逐漸趨于平衡，最終墊料的分解的能力達到飽和狀態，所以，酶的含量逐漸處于平穩下降趨勢。

3.8 脲酶

脲酶可將脲水解成二氧化碳和氨，與墊料中的素代謝關系密切。各單元墊料初始脲酶含量在0.62 mg/kg～1.43 mg/kg之間，試驗結束時含量在5.15 mg/kg～7.36 mg/kg之間。從圖7可以看出，8種墊料接種后脲酶活性變化趨勢相同，總體呈現上升趨勢。在接種初期兩種墊料中脲酶活性變化平緩，然后迅速上升后呈小幅度下降趨勢。在墊料發酵第21天和28天時，各墊料脲酶含量都迅速增加，最高均為100 %鋸末組脲酶含量分別為5.16 mg/kg和6.79 mg/kg。

4 小結

使用風干玉米秸稈和玉米芯作為發酵床墊料時，各試驗組的pH值隨著時間的延長呈現極顯著升高的趨勢，有機墊料表層鹽分含量隨著時間的累積將慢慢趨于飽和，各組全氮含量趨勢呈現先上升后緩慢下降的趨勢，100 %鋸末組銨態氮含量顯著低于其他各組，各組硝態氮含量曲線比較平穩，過氧化氫酶含量在第7天時各組除25 %鋸末+75 %玉米芯組均上升至最高值，然后呈現緩慢下降趨勢，脲酶呈迅速上升后呈小幅度下降趨勢。通過試驗分析，使用玉米秸稈或玉米芯取代部分鋸末作為發酵床墊料能達到全鋸末發酵床的養殖效果，試驗設計的7種墊料配方均能應用于發酵床養殖。添加75 %的玉米秸稈可以替代鋸末作為發酵床墊料，但在實際養豬生產過程中，要求對墊料的管理更加精細，墊料翻動頻率和墊料的含水量等均要求比較嚴格，才能保證墊料的正常使用。

參考文獻：（12篇，略）