沙漠干旱地區羊糞好氧堆肥處理技術研究

楊 皓，李永濤

（甘肅省敦煌市畜牧獸醫局，甘肅 敦煌 736200）

沙漠干旱地區羊糞好氧堆肥處理技術研究

楊 皓，李永濤*

（甘肅省敦煌市畜牧獸醫局，甘肅 敦煌 736200）

隨著現代農業生產設施肉羊產業園的建設，肉羊養殖向規模化、集中化、集約化方向發展，羊糞高效、安全的利用成為當前發展現代農業生產和環境保護急需解決的重要問題。敦煌地處甘肅河西走廊最西端，屬沙漠干旱氣候，夏季氣溫酷暑干燥，7月～8月份，最高氣溫達40℃以上。為發展現代農業設施肉羊產業園，重點解決羊糞染污問題，在夏季開展羊糞堆肥發酵控制和調節試驗，對堆肥產物的質量進行評判，取得發酵參數的標準，為該領域的研究提供理論參考。

羊糞尿；好氧堆肥；處理利用

羊糞中羊糞質地細密而干燥，肥分濃厚，含水分為65.5%，有機質31.4%，氮素為0.65%，磷為0.47%，鉀是0.23%，含有機質比其它畜糞多，屬“熱性肥”，經發酵、防霉、除臭殺菌等處理，可加工成優質、高效的有機復合肥科，施于農田后能夠改良土壤結構，提高土壤有機質含量，增強土壤肥力，促進農作物增產。同樣數量的羊糞施到土壤中，肥效遠高于其他畜糞。其肥料見效快，易做追肥，但要發酵后施用，否則容易燒苗。因此，對堆肥各項指標要嚴格把握，制做成有利于農作物生長的有機肥。

1 堆肥方式選擇

畜禽糞便堆肥技術主要有三大類，條垛式堆肥、槽式堆肥和倉式堆肥，其中條垛堆肥系統中有條垛堆肥和強制通風靜態垛堆肥，槽式堆肥有靜態和攪拌堆肥，倉式堆肥系統中有攪動固定床式、包裹倉式和旋轉倉式等[1]。敦煌四周被沙漠戈壁包圍，干燥少雨，日溫差大，氣溫較高，年平均降雨量39.9 mm，年蒸發量2 486 mm；屬溫熱干旱氣候，在發展現代農業設施肉羊產業園過程中，考慮解決糞便染污問題，結合對羊糞好氧堆肥原理、羊糞顆粒表面致密形態、過程影響、腐熟指標、現行工藝等因素，采用以露天條垛式、生物接種強化好氧堆肥技術，對羊糞無害化、資源化處理過程是一項有效的新工藝。露天條垛升溫至50～55℃時間比槽式堆肥提前3 d左右[2]。露天條垛堆肥效果好，便于機械化翻堆，比其他堆肥方式投資相對較小。

2 好氧發酵參數

表1 堆肥發酵應具備的基本條件

3 發酵條件的控制與調節

3.1 水分控制

水分含量是堆肥過程中的重要影響因素，也是堆肥過程監測的重要指標之一。水分的作用主要為溶解有機物并參與微生物的新陳代謝和調節堆肥溫度。最適宜含水量應為50%～60%，水含量過高或過低均不利于好氧堆肥的進行，含水量過低不利于微生物的生長；過高則會堵塞空隙、影響通風，導致厭氧發酵。當含水量低于40%時，微生物的代謝活動會受到抑制，堆肥將由好氧向厭氧轉化，尤其當含水量低于15%時，菌體代謝活動會普遍停止；當含水量太高時，超過70%，物料空隙率低空氣不足，不利于好氧微生物生長，減慢降解速度，延長堆腐時間，并產生H2S等惡臭氣體。為了保證堆肥的順利進行，堆料初始含水量（質量分數）應為40%～70%，過低和過高都會影響發酵過程[3]，而羊糞的含水率一般在50%～60%，需要加入吸濕性強的調節料以降低混合堆料的水分含量。

3.2 溫度控制

溫度是決定堆肥能否順利完成的重要因素，直接影響微生物的活性與有機質的分解速度，從而影響堆肥的腐殖化程度。不同種類微生物的生長對溫度的要求不同，嗜溫菌的最適溫度是30～40℃，嗜熱菌的最適溫度是45～60℃，高溫堆肥的溫度最好控制在50～55℃，不宜超過65℃，超過65℃就會對微生物的生長產生抑制。堆肥發酵是一個放熱過程，若不加以控制，溫度可達70～80℃，溫度過高會過度消耗有機質，并降低堆肥產品質量，根據衛生學要求，堆肥至少要達到50℃并保持5～7 d以上才能保證殺滅堆肥中大腸桿菌及病原菌。在生產實踐中常采用翻堆或強制通風辦法控制溫度。

3.3 碳氮比控制

堆料的C/N是指總碳與總氮的比值。C/N對微生物而言意味著營養物質的組成，在堆肥開始就需要考慮，也可以作為堆肥腐熟的指標。碳源是微生物利用的能源，氮源是微生物的營養物質，在堆肥過程中，碳源被消耗，轉化成二氧化碳和腐殖物質，而氮則以氨氣形式散失，或變為硝酸鹽和亞硝酸鹽，或由生物體同化吸收。因此，碳和氮的變化是堆肥的基本特征。堆肥最適C/N為25～35。若C/N過高（＞40），表明可供微生物消耗的碳源較多，而氮源相對缺乏，此時微生物生長受到抑制，有機物分解緩慢，發酵周期延長；而當C/N低于20時，此時可利用的氮源相對過剩而碳源較少，則氮極易轉化為氨氮，后者易于揮發，從而導致氮素營養大量損失。堆肥過程中C/N不斷下降，一般低于20時認為堆料已經基本穩定、腐熟。北方地區在生產實踐中可采用在羊糞中添加有關原料調節碳氮比（可參考表2[4]），一般羊糞堆肥處理時可不調整C/N。

表2 幾種常見有機廢棄物的碳氮比

3.4 通風供氧的控制

氧氣含量與堆肥過程中微生物的活動、溫度、臭氣釋放等直接相關，通風主要作用是提供好氧微生物生長繁殖所必需的氧氣，通過供氣量的控制，可去除堆料中多余的水分，調節堆體溫度，減少惡臭產生。羊糞堆體中適宜的氧氣含量（體積分數）應為8%～18%。當氧氣含量低于8%時，可能導致厭氧發酵，產生惡臭氣味，堆肥失敗；而當氧氣濃度太高時，可能意味著通風量過大，會導致堆體冷卻，堆肥周期延長，病原菌等大量存活。在生產中，可適時采用翻堆方式通風或設有其他機械通風裝置換氣，調節堆肥物料的氧氣濃度和散熱，同時應注意堆體堆積要松緊適度，保持物料間有一定的空隙以利通氣。

3.5 pH值控制

pH值對堆肥過程也有影響，一般堆肥中微生物最適宜的pH值是中性或弱堿性，pH值太高或太低都會使堆肥處理遇到困難。許多研究者提出，pH值可以作為評價堆肥腐熟程度的一個指標[5]，堆肥原料或發酵初期，pH值為弱酸到中性，腐熟的堆肥一般呈弱堿性，較適宜的pH值應為7～9。SundbergC等研究了pH值（4.6～9.2）對生活垃圾堆肥過程的影響。研究發現：當pH值低于6時微生物的呼吸作用速率大大減低；而當pH太高時，會有助于堆肥過程中生成的氨氮的揮發，從而導致環境的污染以及有機肥品質的降低[6]。在實際生產中，如果原料pH值過低，為了調節原料的pH為7，可向每噸堆料中加入0.6～6.1 kg消石灰或0.8～8.5 kg的碳酸鈣；相反，如果pH值過高，可加入新鮮綠肥或青草，它們分解產生有機酸，可以調節pH值至合適水平。一般情況下，堆體有足夠的緩沖作用，使pH值穩定在可以保證好氧分解的酸堿度水平。

3.6 輔料的應用

堆肥中一般需要加入一些輔料，用以調節堆料的C/N比、水含量等。此外這些輔料本身也是亟待處理的生物質資源，也可以通過堆肥處理加以利用。一般作為補充性碳源的高含碳量輔料主要有麥草、鋸末、秸稈等；可以作為水分調節劑的輔料則主要是蔬菜渣、生活垃圾等。輔料加入在羊糞中時混勻等操作勞動量大，不適合養羊場等只需要處理羊糞的場所。在設施肉羊產業園建設中，為解決好羊糞便污染問題，根據羊糞污外表致密、內芯多孔的結構特點，以及總體C/N比適合直接堆肥的特性，提出了羊糞污顆粒直接堆肥的思路[7]。試驗結果表明：產物中N、P含量隨堆肥的進行而增大，且最終產物中糞大腸菌群數＜3個/g，未檢驗出蛔蟲卵，實現了糞污無害化處理。

4 堆肥產物的質量評判

4.1 物理評判標準

羊糞發酵腐熟后，堆肥體積，比剛堆時縮小2/3～1/2，發酵溫度降低到45℃以下，從顏色氣味看，腐熟堆肥的秸桿變成褐色或黑褐色，有黑色汁夜，具有氨臭味，用銨試劑速測，其銨態氮含量顯著增加，無臭味，不吸引蚊蠅，放置一兩天后表面有白色或灰色的霉菌出現[7]。

4.2 化學評判標準

發酵產物的pH值在7.5～8.5之間，碳氮比（C/N）不大于30∶1；腐殖化系數，為30%左右[8]；氮、磷、鉀總有效養分≥5%，有機質≥32%，水分≤50%[8]，符合GB7959中關于糞便無害化衛生要求規定，蛔蟲卵死亡率95%～100%，糞大腸桿菌值101～102，有效控制蒼蠅孳生，堆肥周圍沒有活的蛆、蛹或新羽化的成蠅[9]。

4.3 生物評判標準

植物種子發芽指數（GI）是判斷堆肥的植物毒性和腐熟度最具說服力的參數之一，發芽率GI≥50%表示有機肥基本腐熟，GI≥0.7以上表示已經完全腐熟[10]。

5 小結

羊糞堆肥系統的選擇應從環境、操作和維護等多方面綜合考慮，合理控制堆肥條件，使堆肥更具效率。選擇快速、準確的腐熟度指標，合理施用有機肥，保證糞肥對作物無毒害，達到改善作物品質，提高土地肥力的目的。

[1]荊紅俊.不同堆積高度對羊糞堆肥效果的影響[D].內蒙古農業大學，2015.

[2]陳至宇，蘇繼影，欒冬梅，等.畜禽糞便堆肥技術研究進展[J].當代畜牧，2004,(10):41-43.

[3]陸艷，蔡其剛，王戈平,等.不同發酵劑對牛羊屠宰糞便發酵效果的比較[J].青海畜牧獸醫雜志，2010,(2).

[4]時小可，頡建明，馮致，等.三種微生物菌劑對羊糞高溫好氧堆肥的影響[J].中國農學通報,31(2):45-48.

[5]程治良，全學軍，代黎，等.羊糞好氧堆肥處理研究進展[J].重慶理工大學學報（自然科學），2013,(11).

[6]李艷霞，王敏健.有機固體廢棄物堆肥的腐熟度參數及指標[J].環境科學，1999,20(2):98-103.

[7]李國建，錢新東.堆肥腐熟度指標的探討[J].城市環境與城市生態，1990,(2):27-30.

[8]徐同寶，李呂木.畜糞堆肥的腐熟度評價[J].家畜生態學報，2007,28(6):175-177.

[9]HJ497-2009，畜禽養殖業污染治理工程技術規范[S].

[10]曲緒仙.羊場糞尿的處理與利用[J].農業知識：科學養殖，2005,(10):36-36.

（編輯：晏兵兵）

S141.4

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1006-799X(2016)22-0010-03

楊 皓（1964-），男，甘肅敦煌人，高級畜牧師，主要從事畜牧科研及技術推廣工作。

李永濤（1975-），男，甘肅敦煌人，畜牧師，主要從事畜牧技術推廣和動物衛生監督工作。