不同原料微生物異味發(fā)酵床處理豬廢棄物效果試驗(yàn)

劉昭良

（湖南省衡南縣泉湖鎮(zhèn)動(dòng)物防疫站 421112）

畜牧業(yè)養(yǎng)殖中會(huì)產(chǎn)生大量畜禽糞便，這些糞便的有效利用率不到50%，對(duì)環(huán)境造成的影響主要是水體和大氣，已威脅到農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)。微生物發(fā)酵床技術(shù)在控制和降低畜禽糞便造成環(huán)境污染方面的研究較多，但由于原料成本高、發(fā)酵溫度難以控制等造成畜禽不能良好的生長(zhǎng)，產(chǎn)生一些病原菌問題。本文采用異味發(fā)酵床技術(shù)，發(fā)酵床與畜禽養(yǎng)殖分離的模式對(duì)生豬養(yǎng)殖廢棄物進(jìn)行處理，通過微生物技術(shù)分解畜禽糞便有機(jī)物，希望能控制糞便污染問題[1,2]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置

本次試驗(yàn)在某地區(qū)的大型生豬養(yǎng)殖舍內(nèi)進(jìn)行，采用養(yǎng)殖區(qū)與異味發(fā)酵床同時(shí)建設(shè)的方法，異味發(fā)酵床根據(jù)處理的畜禽糞便量大小而規(guī)劃，單個(gè)發(fā)酵床規(guī)模為400cm×110cm×100cm。為了達(dá)到較好的效果，異味發(fā)酵床試驗(yàn)中我們選擇了兩組試驗(yàn)，每組處理生豬4 頭，觀察和養(yǎng)殖時(shí)間區(qū)間為 2019 年 4 月 12日～2019 年 6 月 12 日，試驗(yàn)時(shí)間為 60d。

1.2 試驗(yàn)材料

某規(guī)格發(fā)酵劑 （2 號(hào)），用量為每 4m3填料加入 600g 菌劑，菌劑主要菌種為芽孢桿菌，有益菌數(shù)量大于112 個(gè)/g。第一組試驗(yàn)，采用小麥秸稈為發(fā)酵床的填料，總的用量為600kg；第二組試驗(yàn)采用質(zhì)量比為1：2 的玉米秸稈和稻殼為發(fā)酵床填料，用量同為600kg。選擇豬舍內(nèi)50kg 左右的小白豬為研究對(duì)象，兩組試驗(yàn)生豬健康度一樣，養(yǎng)殖區(qū)溫濕度環(huán)境控制良好。

1.3 試驗(yàn)儀器

分析天平、PU 酸度計(jì)、恒溫鼓風(fēng)干燥箱、控溫消煮爐、凱式定氮儀、MLR-350HT 生物培養(yǎng)箱、原子吸收光譜儀、Cary50 型原子吸收光譜儀、CX31 OLYMPUS 光學(xué)顯微鏡。所有的試驗(yàn)儀器試驗(yàn)前重新進(jìn)行校驗(yàn)，滿足了試驗(yàn)對(duì)于儀器精度的要求。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及樣品采集

1.4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

第一組試驗(yàn)：（1） 將小麥秸稈粉碎成 0.3～1cm 的小段，與菌劑充分混合攪勻，將混勻后的原料含水量控制在45%～50%內(nèi)。（2） 將制作好的填料導(dǎo)入發(fā)酵床內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵，預(yù)發(fā)酵時(shí)間控制為5d，第6 天開始試驗(yàn)。

第二組試驗(yàn)：（1） 原料處理和制作發(fā)酵床方法與第一組試驗(yàn)一樣。（2） 兩組試驗(yàn)用的飲用水和飼料相同，采用 《第一次全國(guó)污染源普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》 計(jì)算每頭豬的糞便產(chǎn)生量和尿液量。（3） 為了保證填料含水率要求，定期對(duì)養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行水沖洗，最少10d 沖洗一次，每次水量控制在15kg 左右，沖洗后的水通過排污口進(jìn)入異味發(fā)酵床內(nèi)，采用攪拌機(jī)對(duì)填料進(jìn)行機(jī)械翻搗，同時(shí)將畜禽糞便送到發(fā)酵床的表層。

1.4.2 樣品的采集

為了體現(xiàn)對(duì)比效果，我們選定在試驗(yàn)的第 0、3、6、9、12、18、25、34、47、60 天從發(fā)酵床不同層中采集式樣，分別為上層 （0～15cm）、中層 （15～25cm） 和下層 （25～45cm），每個(gè)層中采集樣品500g。將其放入無菌的自封袋中。從袋子中取110g 用于測(cè)定含水量、微生物數(shù)量和pH，剩下的樣品放置在陰涼處風(fēng)干備用，后續(xù)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和C/N 等測(cè)定。

1.5 樣品分析

1.5.1 溫度和pH

每天上午 10：00 左右測(cè)定填料層 15、25、50cm 深度處的溫度，3 處溫度平均值作為當(dāng)天填料層的溫度；pH 酸堿度測(cè)定采用四分法進(jìn)行，取樣5g，在250ml 三角瓶中加入一定量的無菌水，在一定轉(zhuǎn)速下震蕩30min，用pH 計(jì)測(cè)量pH。

1.5.2 填料含水量及微生物測(cè)定

采用四分法進(jìn)行測(cè)量，將50g 填料放在105℃恒溫箱內(nèi)恒溫24h，后冷卻到室溫，測(cè)定其含水量；采用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)填料中的微生物，細(xì)菌采用一定的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)，時(shí)間為 3～4d，真菌采用培養(yǎng)基分離培養(yǎng)，時(shí)間為 5～6d。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵床填料溫度變化情況

通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)酵時(shí)間的持續(xù)，填料層的溫度為先升高后降低，最高溫度不超過55℃。第一組試驗(yàn)中小麥秸稈溫度在第6 天出現(xiàn)最高溫度58℃；第二組試驗(yàn)中的填料在第47天出現(xiàn)最高溫度55℃。

2.2 發(fā)酵床填料pH 的變化

第一組試驗(yàn)小麥秸稈填料層的pH 隨時(shí)間變化，從剛開始的6.6 快速升高，在第9 天升高到最大值9.5 后隨著發(fā)酵時(shí)間的深入，pH 呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，在發(fā)酵結(jié)束時(shí)維持在7.8 左右；第二組試驗(yàn)中稻殼和玉米秸稈填料pH 從開始的7.3，經(jīng)過47d 的發(fā)酵后升高到8.8，到56d 結(jié)束時(shí)升高到9.0，之后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，發(fā)酵結(jié)束維持8.2 左右。

2.3 發(fā)酵床填料含水量變化

第一組試驗(yàn)：小麥秸稈起始含水量為51%，在第9 天含水量達(dá)到68%，然后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，在第46 天左右降低到發(fā)酵前的水平，然后再次升高和下降。第二組試驗(yàn)：稻殼和玉米秸稈填料起始含水量為54%，然后下降后再升高，波動(dòng)比較大，最大含水量在66%，最小含水量只有40%。

2.4 發(fā)酵床微生物數(shù)量變化

從兩組試驗(yàn)的現(xiàn)象來看，細(xì)菌維持在 108～109數(shù)量級(jí)別，真菌維持在103～108數(shù)量級(jí)。第一組試驗(yàn)中的小麥秸稈填料，細(xì)菌呈現(xiàn)突然升高的趨勢(shì)，在第19 天左右達(dá)到最高數(shù)量，為2.2×109cfu/g，自此以后出現(xiàn)波動(dòng)，最終維持在 2.0×108cfu/g，第二組試驗(yàn)細(xì)菌的波動(dòng)比較小，整個(gè)發(fā)酵過程維持在1.1×108cfu/g。對(duì)于真菌來說，第一組試驗(yàn)波動(dòng)同樣大，最大值為2.3×107cfu/g，第二組試驗(yàn)真菌數(shù)量隨時(shí)間快速升高，在第4 天達(dá)到最大值8.5×106cfu/g，之后出現(xiàn)下降。

3 討論

本次試驗(yàn)研究了不同發(fā)酵床填料對(duì)微生物異味發(fā)酵床處理生豬養(yǎng)殖廢棄物效果的影響，得到如下結(jié)論：（1） 不同填料發(fā)酵床溫度變化趨勢(shì)不同，稻殼和玉米秸稈組溫度維持在25～55℃范圍內(nèi)，符合發(fā)酵床溫度控制要求。（2） 小麥秸稈組的pH 變化較大，稻殼和玉米秸稈組PH 變化范圍小，維持在7.3～8.2 范圍內(nèi)，接近微生物發(fā)酵的最佳 pH。（3） 小麥秸稈組含水量維持在51%～68%范圍內(nèi)，稻殼和玉米秸稈組含水量變化幅度小。（4） 兩組試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，細(xì)菌和真菌維持范圍符合國(guó)家有機(jī)肥的標(biāo)準(zhǔn)。