不同發(fā)酵條件對混合糞便制有機肥的研究

劉 霞，黃 艷，張華知

(四川化工職業(yè)技術(shù)學院,四川 瀘州 646000)

為了在2020年全面建成小康社會，國家實施了“精準扶貧”政策，許多貧困地區(qū)將畜禽養(yǎng)殖業(yè)作為脫貧攻堅工作開展的一部分[1]，這就使得農(nóng)村有些地方大量堆砌畜禽糞便，給環(huán)境衛(wèi)生帶來了很大的壓力的同時又滋生大量的蒼蠅蚊蟲，帶著各種病菌到處傳播，給養(yǎng)殖安全及從業(yè)人員健康均帶來嚴重的威脅。自古以來就有將禽畜糞便直接作為肥料作用到土壤，但是這會造成農(nóng)作物燒苗等現(xiàn)象，查閱文獻發(fā)現(xiàn)，將畜禽糞便制成有機肥不僅可解決牛糞肥效低的問題還可改善土壤板結(jié)問題，減少化學肥料的施用[2-3]。近年來，多數(shù)學者多致力于畜禽糞便發(fā)酵沼氣、單獨畜禽糞便發(fā)酵工藝研究[4-7]，而將畜禽糞便混合起來綜合發(fā)酵的研究甚少，本研究采用混合糞便作為發(fā)酵原料，以發(fā)酵肥料有機質(zhì)含量為判定指標[8]，采用單因素試驗，研究不同的發(fā)酵條件對牛糞中氮含量的影響，目的在于找到最優(yōu)混合糞便發(fā)酵方法，為大規(guī)模的畜禽糞便發(fā)酵制有機肥提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

發(fā)酵原料：牛糞、鴨糞、雞糞(三種糞便按5∶1∶1作為發(fā)酵原料)。

輔助原料[9]：木屑、麥秸、棉籽殼、玉米干、大豆餅粉、雜草、玉米粉發(fā)酵添加菌種：熱帶念珠菌、白地霉、枯草芽孢桿菌、乳酸菌、放線菌、酵母菌、硝化細菌。

1.2 菌液的制備

細菌菌液制備：斜面培養(yǎng)基上挑取小塊枯草芽孢桿菌、乳酸菌、放線菌、硝化細菌接種于LB液體培養(yǎng)基，37℃中旋轉(zhuǎn)振蕩(60r/min)20h后顯微鏡下調(diào)節(jié)每ml菌液含總菌數(shù)為200億CFU左右方可使用。

真菌菌液的制備：平板培養(yǎng)基上挑取小塊含菌絲的熱帶念珠菌、白地霉、酵母菌菌種接種于沙保羅瓊脂培養(yǎng)基，25℃中旋轉(zhuǎn)振蕩(60r/min)數(shù)天。當每100菌液含菌絲體1g(干重)方可停止發(fā)酵。

1.3 測定指標

化學指標：有機質(zhì)的測定，精確稱取1g試樣，置于已恒重的瓷坩堝中，將坩堝放入馬弗爐中同樣溫度下灼燒10min，同樣冷卻稱重，直到恒重。

1.4 糞便發(fā)酵有機肥的方法

將牛糞、鴨糞、雞糞按5∶1∶1混合拌勻，脫水，再加營養(yǎng)原料混合拌勻。而后將堆肥翻倒2～3遍，堆成高約0.5m、寬1m的長方形物料堆，并在堆頂打孔通氣。最后用長方形塑料布將肥堆覆蓋，起到保溫、保濕、保肥作用。發(fā)酵數(shù)天后做翻堆處理，堆20天后測定發(fā)酵產(chǎn)物有機質(zhì)含量。

1.5 單因素試驗

1.5.1 不同菌種接種量對混合糞便發(fā)酵的影響

混合糞便木屑粉按4∶1的比例混合均勻，含水率為55%，微生物菌劑為熱帶念珠菌，接種量設(shè)六個水平，分別為0.5‰，1‰，1.5‰，2.5‰，4‰，5‰，同時設(shè)置一個不接菌的對照組，4 d翻堆一次，發(fā)酵周期20 d。

1.5.2 不同翻堆次數(shù)對混合糞便發(fā)酵的影響

發(fā)酵方法同1.4，混合糞便脫水，控制其含水率為60%，調(diào)整原料C/N則添加木屑，微生物菌種為熱帶念珠菌，接種量為1‰，設(shè)6個實驗組，標號1、2、3、4、5、6，每組標號表示其共發(fā)酵20d的翻地次數(shù)，20 d發(fā)酵完成后測有機質(zhì)含量。

1.5.3 不同pH值對混合糞便發(fā)酵的影響

牛糞、鴨糞、雞糞按5∶1∶1混合拌勻，脫水至原料含水率55%，加入木屑拌勻，微生物菌種為熱帶念珠菌，接種量為1‰，堆成高約0.5米、寬1米的長方形物料堆，并在堆頂打孔通氣，開始堆肥發(fā)酵，從堆肥開始，每天測堆體四角一處及堆體中央共五處的pH值，并對測定處的有機質(zhì)含量進行檢測，直至發(fā)酵結(jié)束。

1.5.4 不同溫度對混合糞便發(fā)酵的影響

牛糞、鴨糞、雞糞按5∶1∶1混合拌勻，脫水至原料含水率55%，加入木屑拌勻，微生物菌種為熱帶念珠菌，接種量為1‰,堆成高約0.5m、寬1的長方形物料堆，并在堆頂打孔通氣，開始堆肥發(fā)酵，從堆肥開始，每天測堆體四角一處及堆體中央共五處的溫度，并對測定處的有機質(zhì)含量進行檢測，直至發(fā)酵結(jié)束。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菌種接種量對混合糞便發(fā)酵的影響

由圖1可知，接種2.5‰、4‰和5‰的菌種，最后得到的發(fā)酵產(chǎn)物里不可分解的有機質(zhì)含量最高，而0.5‰、1‰和1.5‰的熱帶念珠菌時，有機物分解較徹底，其中接種量0.5‰時，有機質(zhì)下降最多。

圖1 不同菌種接種量對混合糞便發(fā)酵的影響

2.2 不同翻堆次數(shù)對混合糞便發(fā)酵的影響

不同翻堆次數(shù)對發(fā)酵糞便有機質(zhì)含量的影響見圖4，結(jié)果表明，翻堆2次有機質(zhì)含量最高，翻堆5次，平均4天翻堆一次，有機質(zhì)含量下降明顯，當翻堆次數(shù)增加，有機質(zhì)含量差異不大，因此，發(fā)酵20 d，每4天翻堆一次，有利于氧的供給，微生物的分解。

圖2 不同翻堆次數(shù)對混合糞便發(fā)酵的影響

2.3 不同溫度對混合糞便發(fā)酵的影響

由圖6可看出，當發(fā)酵進行到第6天，堆肥的溫度最高，而此時有機質(zhì)含量已成下降趨勢，當發(fā)酵進行到第9天，堆肥的溫度回落，有機質(zhì)下降趨勢已不明顯，因此，要提高堆肥發(fā)酵的效率，可以適當?shù)难娱L堆肥溫度最高區(qū)間，保證微生物在此區(qū)間的活動時間最長，分解效率更高。

2.4 不同pH對混合糞便發(fā)酵的影響

圖3 不同溫度對混合糞便發(fā)酵的影響

由圖3可知，整個發(fā)酵階段，發(fā)酵產(chǎn)物都呈堿性狀態(tài)，而微生物的降解活動，需要中性的環(huán)境，效果最佳，因此由圖可知，當發(fā)酵進行到第9 d，pH值最低，而有機質(zhì)含量也開始呈現(xiàn)緩慢下降狀態(tài)。