圈養(yǎng)野生動(dòng)物發(fā)酵床構(gòu)建及技術(shù)應(yīng)用
——以山魈為例

耿廣耀 朱迎娣 王愛(ài)善

(上海動(dòng)物園，上海，200335)

發(fā)酵床技術(shù)是一種基于微生態(tài)理論和生物發(fā)酵理論，利用復(fù)合菌劑將動(dòng)物糞便通過(guò)微生物分解的新型生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)[1-2]。發(fā)酵床技術(shù)以廣泛應(yīng)用于奶牛、豬、種鴨等多種家畜家禽的飼養(yǎng)[3-5]，在家畜家禽中具有糞污無(wú)害化，提升飼養(yǎng)環(huán)境質(zhì)量，降低動(dòng)物發(fā)病率，減少抗生素等藥物的使用等優(yōu)點(diǎn)[6-7]，但發(fā)酵床技術(shù)在野生動(dòng)物飼養(yǎng)中的應(yīng)用未見(jiàn)報(bào)道。

目前在上海動(dòng)物園內(nèi)，圈養(yǎng)著多種來(lái)自熱帶或亞熱帶地區(qū)的珍稀動(dòng)物，大多數(shù)展區(qū)地面為水泥地面，每天需要對(duì)籠舍進(jìn)行清洗，耗水量巨大且冬季需要保暖，在展出效果、能耗等方面并未注重低碳環(huán)保、關(guān)注動(dòng)物福利，并不符合現(xiàn)代動(dòng)物園的發(fā)展要求。本研究以上海動(dòng)物園圈養(yǎng)的山魈(Mandrillussphinx)為例，將飼養(yǎng)籠舍分為有發(fā)酵床的試驗(yàn)組和無(wú)發(fā)酵床的對(duì)照組，試驗(yàn)組不采取任何保暖形式，對(duì)照組11月至次年2月采用電油汀保暖，比較2籠舍溫濕度、有毒有害氣體等理化性質(zhì)和山魈血常規(guī)、血生化等指標(biāo)，探討發(fā)酵床技術(shù)在山魈飼養(yǎng)管理中的應(yīng)用，建立動(dòng)物展區(qū)發(fā)酵床模型和低碳環(huán)保飼養(yǎng)管理新模式，提高動(dòng)物福利和展示效果。

1 試驗(yàn)方法

1.1 發(fā)酵床構(gòu)建

1.0 kg紅糖與1.0 kg水煮沸降至30—40℃后和9.0 kg無(wú)菌水充分?jǐn)嚢瑁尤?5.0 g發(fā)酵菌種(益加益發(fā)酵床菌種，活菌總數(shù)≥200億/g)，密封發(fā)酵7—12 d，直至聞到酸甜味。發(fā)酵好的菌液與玉米粉混合均勻(可以撒開(kāi))后再與墊料混合均勻，墊料由質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%的木屑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的米糠和質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的黃土組成。將帶有發(fā)酵菌的墊料堆在深度為60 cm左右的發(fā)酵坑內(nèi)，坑底部為石子或粗砂礫組成的墊層。墊料適當(dāng)按壓平整后，上面覆蓋1層麻袋，發(fā)酵5—7 d。木屑是園內(nèi)綠化垃圾中篩選出的優(yōu)質(zhì)樹(shù)干經(jīng)粉碎處理所得。

1.2 發(fā)酵床飼養(yǎng)管理模式

發(fā)酵床發(fā)酵5—7 d后，試驗(yàn)組籠舍放入4只山魈，對(duì)照組籠舍放入6只山魈。有發(fā)酵床的籠舍在改建前籠舍內(nèi)有4只山魈(2♂，2♀)，改建后如果新引入2只可能會(huì)導(dǎo)致種群不穩(wěn)定，出現(xiàn)打斗等現(xiàn)象，為動(dòng)物福利、安全考慮，沒(méi)有再引入；對(duì)照組一直是6只，如果取出來(lái)2只也會(huì)引起種群不穩(wěn)定。故試驗(yàn)組與對(duì)照組山魈數(shù)目不一致。每日對(duì)發(fā)酵床表面山魈糞便進(jìn)行清理，籠舍內(nèi)玻璃展面、飼喂臺(tái)等部位用少量水沖洗干凈。在進(jìn)行日常消毒工作時(shí)，不可將消毒液直接噴灑到發(fā)酵床上。發(fā)酵開(kāi)始后，前2周，每3 d對(duì)發(fā)酵床翻動(dòng)1次，之后每7 d翻動(dòng)1次，翻動(dòng)深度為30 cm。發(fā)酵床平均厚度降低15 cm左右時(shí)，添加墊料至原厚度。當(dāng)30 cm處墊料干燥捏不成團(tuán)時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充水分，使墊料保持濕度在50%左右，并保持通風(fēng)。

表1 試驗(yàn)組與對(duì)照組山魈基本情況

1.3 數(shù)據(jù)收集與處理

在發(fā)酵床啟動(dòng)階段和應(yīng)用階段(10月20日至次年4月20日)以30 cm為梯度，每日08：00、12：00、16：00使用數(shù)字溫度計(jì)在左上、左下、中間、右上、右下5個(gè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)發(fā)酵床60、30 cm深處的溫度，每日做好工作和耗水量等記錄。每周一08：00監(jiān)測(cè)試驗(yàn)組、對(duì)照組籠舍的溫度、相對(duì)濕度和單位體積內(nèi)NO、H2S、NO2、PM2.5的密度。每月對(duì)2組動(dòng)物的血常規(guī)、血液生化、寄生蟲(chóng)進(jìn)行1次檢測(cè)。所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010、SPSS 18.0進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵床物理性狀變化

發(fā)酵初期發(fā)酵床上層顏色為淡黃色，發(fā)酵一段時(shí)間后墊料顏色自上而下逐漸變深。墊料未發(fā)現(xiàn)霉變、腐爛等現(xiàn)象，發(fā)酵過(guò)程中未出現(xiàn)異味，發(fā)酵床啟動(dòng)127 d后，發(fā)酵床平均降低15.0 cm。

2.2 發(fā)酵床不同深度溫度變化

詳細(xì)記錄了自發(fā)酵床建立180 d內(nèi)每日08：00、12：00、16：00發(fā)酵床30、60 cm深度的溫度。30 cm處平均溫度為38.43℃，60 cm處平均溫度為31.66℃，二者差異顯著(P<0.05)。發(fā)酵床中底層溫度變化呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢(shì)，最后穩(wěn)定波動(dòng)。

1—7 d為發(fā)酵床啟動(dòng)階段，30 cm處溫度第2天上升到最高，為35.90℃，后持續(xù)維持在35.00—36.00℃；60 cm處溫度緩慢上升至38.10℃。放入山魈后，30 cm處溫度快速上升至57.80℃，發(fā)酵床發(fā)酵至第43天，30 cm處溫度下降到50.00℃以下，第68天溫度下降到40.00℃以下，總體變化曲線(xiàn)如圖1。30 cm處溫度為24.45—57.80℃，60 cm處溫度為21.02—52.18℃。發(fā)酵床啟動(dòng)127 d，發(fā)酵床降低15 cm添加墊料后，30 cm處溫度快速上升至53.95℃。

2.3 環(huán)境溫濕度及有毒有害氣體差異

試驗(yàn)組與對(duì)照組溫度，相對(duì)濕度及單位體積內(nèi)有毒有害氣體的密度見(jiàn)表2，其中相對(duì)濕度、單位體積內(nèi)H2S、NO、NO2、PM2.5的密度差異不顯著。試驗(yàn)組未采取任何保暖措施，但其與采取保暖措施的對(duì)照組溫度差異不明顯，說(shuō)明發(fā)酵床技術(shù)在山魈籠舍保暖方面可以與電油汀等取暖設(shè)備相媲美。

表2 試驗(yàn)組與對(duì)照組環(huán)境溫濕度及有毒有害氣體差異

2.4 體況差異

在試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組內(nèi)飼養(yǎng)的山魈進(jìn)行血常規(guī)、血生化、寄生蟲(chóng)每月檢查1次，血常規(guī)、血生化指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表3和表4，試驗(yàn)組血常規(guī)、血生化等指標(biāo)與對(duì)照組差異不顯著。整個(gè)發(fā)酵床技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中2群體均未見(jiàn)發(fā)病個(gè)體。

表3 試驗(yàn)組與對(duì)照組山魈部分血液常規(guī)指標(biāo)

表4 山魈發(fā)酵床飼養(yǎng)與對(duì)照組部分血清生化指標(biāo)

2.5 經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益差異

在試驗(yàn)過(guò)程中每間籠舍的平均耗水量、排污量、工作量、能耗等見(jiàn)表5。動(dòng)物園大多數(shù)室內(nèi)籠舍地面為水泥地面，在日常飼養(yǎng)管理中，為保持籠舍清潔，每日需要用水沖洗。實(shí)驗(yàn)組發(fā)酵床基底較對(duì)照組傳統(tǒng)水泥地面大大降低了耗水量、排污量，同時(shí)也降低了工作量。此外，發(fā)酵床墊材廢棄后還可以作為綠化肥料進(jìn)行資源化利用。

表5 山魈發(fā)酵床飼養(yǎng)與對(duì)照組日常管理的差異

3 討論

發(fā)酵床墊料、水分、通風(fēng)是發(fā)酵床系統(tǒng)的決定性因素。發(fā)酵床主要影響因素包括：發(fā)酵床含水率、翻動(dòng)頻率、溫度、墊料、適當(dāng)?shù)奶嫉取H值和微生物。固體發(fā)酵床熱量的主要來(lái)源是微生物代謝的反應(yīng)熱，發(fā)酵床墊料溫度可以作為微生物發(fā)酵效果的最直接指標(biāo)，發(fā)酵床內(nèi)部達(dá)到并維持理想的溫度利于有益微生物的活動(dòng)，并對(duì)有害微生物起到殺滅和抑制作用[9]。發(fā)酵床30 cm深處的溫度高于60 cm處的溫度與有關(guān)研究相似，深度為20 cm和30 cm處的墊料平均溫度最高[10]，30 cm深處為發(fā)酵床的核心發(fā)酵層[11]。Sandler等[12]研究認(rèn)為發(fā)酵床核心發(fā)酵層55℃以上維持2—3周，或65℃以上維持1周，或70℃以上維持?jǐn)?shù)個(gè)小時(shí)，可以有效殺滅病原菌、寄生蟲(chóng)卵等對(duì)動(dòng)物有害的生物。本研究發(fā)酵床核心發(fā)酵層最高溫度達(dá)57.8℃，連續(xù)23 d溫度高于55℃。發(fā)酵床產(chǎn)生的熱量也可以為動(dòng)物籠舍提供熱量來(lái)源，未采取任何取暖措施的試驗(yàn)組與采取取暖措施的對(duì)照組相比，發(fā)酵床與電油汀有同樣的保暖作用。

發(fā)酵床發(fā)酵過(guò)程是有氧發(fā)酵過(guò)程，氧氣體積分?jǐn)?shù)保持在8%—18%較為適宜，為保證發(fā)酵床正常運(yùn)行，對(duì)發(fā)酵床的翻動(dòng)深度應(yīng)不低于30 cm，以確保動(dòng)物排泄物在該層次與菌種充分混合以達(dá)到良好的發(fā)酵效果，同時(shí)需要保持該層次良好的理化性質(zhì)。在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)山魈有翻動(dòng)發(fā)酵床的習(xí)慣，在一定程度上減少了厭氧發(fā)酵發(fā)生概率。

空氣質(zhì)量是動(dòng)物生存的必要條件之一，無(wú)污染的空氣環(huán)境可以保持動(dòng)物正常的生理機(jī)能，如果空氣中PM2.5等有毒有害氣體過(guò)高，務(wù)必會(huì)影響動(dòng)物健康。本研究發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組籠舍內(nèi)PM2.5等有毒有害氣體與對(duì)照組差異不顯著，說(shuō)明發(fā)酵床技術(shù)在野生動(dòng)物飼養(yǎng)管理中可以利用。雖然試驗(yàn)組與對(duì)照組有毒有害氣體無(wú)顯著性差異，但為了動(dòng)物健康還需適當(dāng)進(jìn)行通風(fēng)，保持籠舍空氣清新。

圈養(yǎng)野生動(dòng)物發(fā)酵床技術(shù)，是一項(xiàng)低碳環(huán)保健康新型飼養(yǎng)管理技術(shù)。發(fā)酵床技術(shù)應(yīng)用于山魈飼養(yǎng)管理中，無(wú)需人工對(duì)山魈等野生動(dòng)物的排泄物進(jìn)行打掃，也無(wú)需對(duì)籠舍地面進(jìn)行沖洗，減少水資源消耗，減少污水排放量。利用綠化垃圾樹(shù)枝、樹(shù)干加工成木屑作為發(fā)酵床墊料，墊料更換后可作為綠化肥料，實(shí)現(xiàn)綠化垃圾二次資源化利用，在環(huán)境保護(hù)上有一定的生態(tài)效益。在動(dòng)物疾病防控方面，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組山魈血液、血清各項(xiàng)指標(biāo)差異均不顯著(P<0.05)且均未見(jiàn)發(fā)病個(gè)體，說(shuō)明發(fā)酵床技術(shù)并未對(duì)山魈健康帶來(lái)負(fù)面影響。本研究用發(fā)酵床墊料均為綠化垃圾樹(shù)干等做成的木屑，是一種較理想的墊料。黃進(jìn)[13]研究發(fā)現(xiàn)鋸末碳氮比為400∶1，吸水性為420%。高金波等[14]發(fā)現(xiàn)以鋸末為墊料的發(fā)酵床可以提高動(dòng)物的血紅蛋白質(zhì)量濃度、淋巴細(xì)胞數(shù)量、紅細(xì)胞總數(shù)等。同時(shí)發(fā)酵床墊料也是較好的環(huán)境豐容設(shè)施，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)飼養(yǎng)模式的水泥地面，改善展區(qū)面貌，減少動(dòng)物刻板行為，在圈養(yǎng)野生動(dòng)物保護(hù)中有生態(tài)效益，提升了圈養(yǎng)野生動(dòng)物福利。