豬糞堆肥中發酵菌劑的選擇研究

王永珍，李 榮，胡凱軍，王 璐

（1.天水市畜牧技術推廣站，甘肅 天水 741000；2.天水市動物衛生技術工作站，甘肅 天水 741000；3.甘谷縣六峰鎮畜牧獸醫服務中心，甘肅 甘谷 741200）

好氧堆肥是利用畜禽糞便中的微生物，在有氧條件下對有機質進行逐步降解，最終產生性質穩定、對農作物無害有機質的過程[1]。與微生物數量少、繁殖周期長、堆肥效率低的傳統自然發酵堆肥相比，目前應用較廣、可行性較高的方法是在堆肥過程中接種外援微生物，可縮短堆肥時間、加快堆肥速度、提高肥料品質[2-4]。相關研究表明，在堆體中接種外援微生物可以使堆體快速升溫[5-6]，且高溫時間維持較長，從而加速堆體腐熟，縮短堆肥時間。李婉等[7]和何云曉等[8]研究表明，在堆體中接種外援微生物可以將堆體中的致病細菌、蟲卵和有害草種子等殺死。田偉等[9]研究表明，在堆體中接種外援微生物可以降低鎘、鉻、砷離子等重金屬含量。國內外大量研究發現微生物在畜禽糞便好氧堆肥中起著非常關鍵的作用，但目前各企業生產的菌劑質量參差不齊，用戶選擇菌種時面臨多種困難。基于此，本試驗通過研究豬糞有機堆肥過程中添加不同微生物菌劑對堆體升溫及堆肥產品相關指標的影響，以期篩選出活性高、抗逆性強的最佳堆肥菌種，為堆肥菌種的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料包括小麥殼、新鮮豬糞、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌，所有發酵菌劑購自山東某生物公司（活菌數≥1.0×109 CFU/g）。

1.2 試驗方法

本試驗在地面水泥硬化的棚內進行，將新鮮的豬糞收集后簡單攤曬，然后與小麥殼混勻，豬糞與小麥殼的比例控制為（8～9）∶1。設3個試驗組和1個對照組，試驗組1只添加枯草芽孢桿菌，試驗組2只添加地衣芽孢桿菌，試驗組3添加枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌混合菌劑，添加比例都為1 000 g/t，對照組不添加任何菌劑。

所有物料混勻后進行堆制，肥堆高度控制為1.0～1.2 m，寬度約1.6 m，大于或寬于該范圍的堆體不利于有氧發酵，小于或窄于該范圍的堆體升溫困難。堆制過程中不斷觀察測試堆料濕度，最佳濕度范圍為55%～60%，堆成后每隔1周翻堆1次，翻堆要均勻徹底。試驗期內每天做好堆體溫度和其他相關指標記錄。

1.3 試驗記錄

每天定時記錄發酵溫度，并觀察顏色變化，溫度維持在60 ℃以上、顏色變為褐色時判定為發酵結束。4個組別分別取樣送檢。

1.4 數據處理

先用Excel匯總整理數據，然后用統計軟件SPSS 22.0進行方差分析，組間差異顯著用P＜0.05表示，結果均采用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 發酵溫度變化

從圖1可看出，在試驗進行的最初7 d時間內，試驗組的升溫速度均顯著高于對照組，其中試驗組3升溫速度最快，且長時間維持在高溫階段，這可能是混合菌中各菌類協同作用的結果。

圖1 發酵前7 d堆體溫度變化

2.2 有機肥相關指標檢測

2.2.1有效活菌數 從表1可以看出，發酵后對照組中能夠檢測到大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及沙門氏菌等有害菌，且芽孢桿菌的活菌數較低；3個試驗組中都未檢出有害菌，且芽孢桿菌活菌數保持在較高水平，但試驗組3、試驗組2與試驗組1間差異顯著（P＜0.05）。

表1 不同發酵菌劑對有機肥有效活菌數的影響

2.2.2營養成分 從表2可以看出，發酵后各試驗組與對照組相比，有機質比例及氮、磷、鉀含量等均有所提高，且差異顯著（P＜0.05），但各試驗組間差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同發酵菌劑處理對有機肥營養成分的影響

2.2.3重金屬含量 從表3可以看出，堆體經好氧發酵后各試驗組中鎘、銅、鉻含量均顯著低于對照組（P＜0.05），但各試驗組之間差異不顯著（P＞0.05）。

表3 不同發酵菌劑處理對有機肥重金屬含量的影響

3 討論與結論

糞污發酵中應用到的菌種主要有枯草芽孢桿菌、酵母菌和乳酸菌等，菌種的添加能夠對糞便中的有機質進行初步分解。乳酸菌在常溫下能夠分解木質素和纖維素，并在繁殖過程中產生大量乳酸使堆體pH降低，促進有益微生物繁殖，對有害微生物生長起到抑制作用；酵母菌能夠徹底發酵堆肥中的有機質，使其轉化為能被植物充分利用的活性物質；放線菌能夠改善土壤團粒結構，抑制病原有害菌生長繁殖[9-10]。不同菌種功效不同，科學復配后會產生協同作用。此外，堆肥接種技術是影響肥效品質的關鍵，土著微生物與外源菌存在競爭關系，接種時要選擇合適的時機和正確的方法才能降低兩者間的拮抗作用，并提高兩者間的協同作用，從而提高好氧發酵效果[11]。試驗結果表明：枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌復配的發酵效果最優，有機肥肥效最好。