適度規(guī)模豬場異位發(fā)酵床的建造與維護

蔣鎖俊 孫鎏國顏 軍

（江蘇省淮安市畜牧技術(shù)推廣站，江蘇淮安 223001）

近年來，養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展受土地和環(huán)保的雙重壓力影響，存在較大規(guī)模的滑坡，尤其是非洲豬瘟疫情影響下，大、小規(guī)模豬場的弊端越來越明顯，而適度規(guī)模的豬場在這場災難面前經(jīng)受住了考驗，是恢復生產(chǎn)保障市場供應(yīng)的主力軍。目前，畜禽糞污資源化利用是一項長期、艱巨的任務(wù)，各級政府都高度重視，把糞污資源化利用率作為進入小康社會的重要考核指標。為了探索適度規(guī)模豬場的糞污資源化利用，聯(lián)合淮安溫氏畜牧有限公司進行了異位發(fā)酵床的試驗，通過幾年的實踐取得了較好的效果。

1 異位發(fā)酵床的建造

目前，江蘇省淮安市的異位發(fā)酵床的建設(shè)以塑料大棚結(jié)合土建結(jié)構(gòu)為主，頂棚透光瓦側(cè)邊尼龍薄膜為輔。異位發(fā)酵床的建造應(yīng)因地制宜，緊靠養(yǎng)殖的豬舍，減少糞尿傳輸?shù)木嚯x。建造的面積以每頭豬0.2 m2計算，一般500頭肉豬存欄規(guī)模的發(fā)酵床面積為100 m2。現(xiàn)以大棚結(jié)合土建結(jié)構(gòu)為例介紹建筑情況。

1.1 異位的發(fā)酵床制作

土建結(jié)構(gòu)為外砌內(nèi)徑為3.65 m、外徑4.20 m、高度70～80 cm、長度50～80 m的墻體，土地松軟的豬場地基做成圈梁結(jié)構(gòu)，整個發(fā)酵床是長方形結(jié)構(gòu)，在排污口的一側(cè)開設(shè)一個出料口，并安裝一個閘門，其余均為水泥混合磚塊結(jié)構(gòu)，兩側(cè)墻體上安裝翻耙機行走軌道，沿軌道運行翻爬發(fā)酵床。土建結(jié)構(gòu)上方每隔1 m安裝壁厚0.15 cm以上的熱鍍鋅管作為塑料大棚的支架，構(gòu)件安裝肩高1.5～1.6 m，頂高2.4～2.5 m。肩高1.6 m以上覆蓋0.8 mm以上的農(nóng)用無滴透明膜1層；肩高1.6 m以下安裝裙膜，裙膜的下沿安裝搖膜裝置。床體地面做好水泥地坪，并做防滲處理。有條件的豬場可在地坪下方配合安裝空氣能熱泵系統(tǒng)以解決冬季發(fā)酵床體溫度不足的問題。

1.2 墊料

發(fā)酵床墊料的原料不僅要具備保水性、透氣性，而且要有一定的微生物營養(yǎng)。原則上墊料的選擇要因地制宜選擇當?shù)氐霓r(nóng)副產(chǎn)品（如：農(nóng)作物秸稈、玉米芯粉、竹糠、菌渣/蘑菇渣、酒糟、花生殼、稻草、樹葉、雜草等）。要按碳氮比選擇墊料原料，墊料總的碳氮比應(yīng)在25～30∶1為宜。墊料需貯存在通風干燥處，并做好防霉措施。按照發(fā)酵床面積、厚度計算所需墊料量。墊料混合均勻鋪好后，按照菌種使用說明均勻灑種。

1.3 菌種

發(fā)酵床的菌種一般采用的是以微生物為主的商品化產(chǎn)品，有條件的豬場可以在樹林、竹林等落葉堆積較多的地方采集落葉下的白色菌絲進行菌種擴繁培養(yǎng)。菌種擴繁的具體方法：首先，將米糠5份、1∶500的植物營養(yǎng)液水2份、菌種原液50～100 mL混合均勻后平鋪在土地上，厚度一般為夏季2～3 cm、冬季4～5 cm；然后，在上面蓋上浸濕的草簾或麻袋，夏季發(fā)酵2～4 d，冬季發(fā)酵5～7 d，培養(yǎng)料上即能長出白色的菌絲。這時就可以將培養(yǎng)料和菌絲使用在發(fā)酵床上，也可風干作為菌種保存。植物營養(yǎng)液一般選擇早春清晨的艾篙、野水芹菜為宜。江蘇省淮安市養(yǎng)殖戶采用的多為溫氏集團研究院下屬企業(yè)新興縣國研科技有限公司生產(chǎn)的微生物菌劑。

1.4 翻耙機

翻耙機由電動機、耙齒、裝糞尿箱體、糞尿噴灑裝置和沿軌道的輸液導管組成。耙齒在50～55 cm，要離地坪10 cm；裝糞尿箱體用來儲存從收集池抽入的糞尿混合物，輸液導管用于運輸糞尿混合物。

1.5 菌種活化和上糞

嚴格按照菌種使用說明書將菌種與清水依比例稀釋浸泡后均勻灑至墊料上，先開動翻耙機翻2～3次，然后可噴灑豬糞尿，加完糞尿開啟翻耙機翻3次。

2 異位發(fā)酵床的運行與維護

2.1 水分控制

發(fā)酵床能否正常運行的關(guān)鍵點是水分控制。一般情況下應(yīng)保持在37%～45%為宜。水分過高，應(yīng)查找原因及時修補，同時增加翻耙次數(shù)，搖起裙膜，便于水分蒸發(fā)；如水分過低，要噴霧加水。溫度作為降解效果的最直觀表征，與發(fā)酵床的含水率呈顯著負相關(guān)，即含水率過高導致低溫厭氧發(fā)酵，氨氣越濃，運行效果越差。翻耙頻率的確定決定于發(fā)酵床的含水率與其內(nèi)的糞水量。

2.2 翻耙

一般情況下，發(fā)酵床翻耙頻率為1～2次/d；但當發(fā)酵床墊料含水率過高（＞55%）時，則需適度增加翻耙頻率或補加墊料。若在翻耙過程中發(fā)現(xiàn)墊料厚度有所降低，應(yīng)及時補充墊料至原有厚度，以保證發(fā)酵效果，正常墊料厚度為60～65 cm。

2.3 菌種補充

根據(jù)發(fā)酵床的運行情況確定補充菌種的頻率。一般情況下，每21 d補菌1次。添加量為首次菌種用量的一半。補充菌種的方式視墊料含水率而定，若墊料含水率在適當范圍內(nèi)則可將菌種與水稀釋后均勻噴灑在墊料上，再翻耙均勻；若墊料含水率較高時則可將菌種與部分鋸末混合均勻后直接撒在墊料上，再翻耙均勻。當墊料水分正常但溫度較低時，可適當加大菌種添加量，也可補充些玉米粉以助升溫。

2.4 通風換氣

通風換氣是為了發(fā)酵床水分散失和降低氨氣等的濃度。原則上在床體能正常發(fā)酵的情況下應(yīng)保持通風狀態(tài)，冬季在保證棚內(nèi)溫度的前提下也應(yīng)盡可能多通風，但需防止棚內(nèi)溫度驟降。

2.5 豬糞尿添加

豬糞尿混合物通過潛污泵從收集池沿管道輸送到翻耙機均勻撒到墊料上，要防止豬舍外雨水或地表水進入發(fā)酵床中，注意不能將消毒水、強酸、強堿等加到發(fā)酵床內(nèi)。

2.6 溫度控制

發(fā)酵床墊料溫度基本維持在30～55℃之間，可以確保床體微生物的好氧發(fā)酵。墊料層溫度必須達到10℃以上，才能發(fā)酵良好。冬季由于溫度過低發(fā)酵效果不理想，可將空氣能熱泵引進到發(fā)酵床中，從床底加熱，提升冬季發(fā)酵效果，通過引進該加溫設(shè)備，保證冬季發(fā)酵床體溫度在30～37℃，充分保證發(fā)酵溫度，引進熱泵的發(fā)酵效果可比普通床體提升70%。

2.7 墊料發(fā)酵的質(zhì)量標準

一般用定量和定性的標準來判斷：定量標準一般為碳氮比30～70∶1；糞大腸桿菌在100個/g以下；蛔蟲卵死亡率在98%以上；pH值在7.5左右。定性標準表現(xiàn)為墊料結(jié)構(gòu)松散，手握緊再松開后不粘手；墊料無惡臭或其他異味。

3 異位發(fā)酵床的工作原理和原則

異位發(fā)酵床的工作原理同原位發(fā)酵床基本類似，是槽式有氧發(fā)酵模式。其原理是通過微生物發(fā)酵，微生物菌種生長的同時會產(chǎn)生蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、脲酶等高活性的胞外酶，可迅速將糞尿中的主要物質(zhì)——粗蛋白、粗脂肪和半纖維素分解成氨基酸、乙酰CoA和單糖等小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)被優(yōu)勢有益菌群吸收用于菌體的生長和繁殖。從而將豬糞尿中各種大分子有機物質(zhì)進行進一步分解、同時由于發(fā)酵升溫將病原微生物和寄生蟲等殺滅，最終實現(xiàn)糞污無害化處理的過程。

使用異位發(fā)酵床的原則：因地制宜，同時做好“雨污分離，源頭控水，異位發(fā)酵，資源化利用”。使用異位發(fā)酵床的豬場要進行豬舍改造，采用全漏縫地板，縫隙大小要適宜，改水沖糞、水泡糞為干清糞，同時改造飲水器（改鴨嘴式、乳頭式為可調(diào)節(jié)碗式飲水器）。

4 異位發(fā)酵床使用的思考與推廣

異位發(fā)酵床建造需占用大量土地，約為豬舍面積的20%，如萬頭豬場，就需建造不少于2 000 m2的發(fā)酵床，在目前養(yǎng)殖用地總體緊張的情況下，大規(guī)模豬場采用此法處理糞污效率相對較低。此外，如果大規(guī)模集中建造異位發(fā)酵床處理糞污，處理過程中將產(chǎn)生大量廢氣，會給環(huán)境造成較大壓力。小規(guī)模豬場（＜500頭），由于產(chǎn)生的糞污較少，經(jīng)過發(fā)酵等無害化處理后可就近還田，無需花錢建造發(fā)酵床。因此，認為500～5 000頭或不大于1萬頭的適度規(guī)模豬場采用舍外異位發(fā)酵床處理糞污比較合適。

異位發(fā)酵床的制作對墊料的需求量非常大，導致近年來原料成本升高，且建造異位發(fā)酵床還受土地、一次性投入資金及豬場投資人對新技術(shù)接受程度等因素影響，在推廣上存在一定的局限性。但異位發(fā)酵床是一種新的豬糞尿排泄物處理模式，該技術(shù)從源頭上能夠控制傳統(tǒng)規(guī)模化豬場造成的糞尿處理，是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦的養(yǎng)殖糞尿處理模式之一[1]，該模式能夠使糞污資源化充分利用，并且不會造成二次污染。董立婷等[2]通過對異位發(fā)酵床發(fā)酵成熟墊料的養(yǎng)分含量、主要重金屬含量、種子發(fā)芽率指數(shù)、蛔蟲卵死亡率、糞腸大腸桿菌等進行試驗分析得出：發(fā)酵床發(fā)酵處理后的墊料營養(yǎng)物質(zhì)豐富，總養(yǎng)分含量、重金屬含量均符合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有機肥料標準（NY525-2012）。

異位發(fā)酵床具有資源循環(huán)、高效利用的特點[3]，一般墊料可連續(xù)使用2～3年，熟化后的墊料作為有機肥利用對現(xiàn)有的土壤改造有良好的作用，能夠增加土壤的有機質(zhì)，減少化肥的使用，不僅能使農(nóng)作物的安全得到保證，而且使養(yǎng)豬場周邊的環(huán)境也得到凈化，實現(xiàn)了農(nóng)牧一體化循環(huán)，是一條養(yǎng)豬生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展之路。

異位發(fā)酵床的建設(shè)和管理決定了糞污資源化利用的效率和效益[4]。異位發(fā)酵床功能的發(fā)揮主要依賴于菌種微生物，受到發(fā)酵過程中墊料營養(yǎng)成分、pH值、溫度、濕度、水分等因素的制約[5]。發(fā)酵床建設(shè)初期床體中的大量微生物分解能力較強，床體溫度持續(xù)升高，處理糞污能力較高，15～20 d后，床體內(nèi)含水量持續(xù)下降，且pH值持續(xù)升高，這個階段細菌和真菌的數(shù)量均下降[6]，要及時進行糞尿的添加及墊料和菌種的補充。在生產(chǎn)實踐中，往往出現(xiàn)過量添加糞污的情況，使得發(fā)酵床變成濾床，喪失發(fā)酵功能[7]，農(nóng)業(yè)主管部門應(yīng)對從業(yè)者加大技術(shù)培訓，規(guī)范操作流程。