發酵床養豬技術應用研究進展

彭昭權, 廖 飛, 羅奮強, 邱 波, 鐘孟淮, 韓昌權*

（1. 貴州農業職業學院，貴州 清鎮 551400；2. 凱里市萬潮鎮農業綜合服務中心，貴州 凱里 556000；3. 貴州綠尚鮮農業股份有限公司，貴州 貴陽 550000）

我國是全球最大的豬肉生產和消費國，生豬產業是我國畜牧業養殖的支柱產業。隨著人們生活水平的日益提高，飲食觀念和消費需求也發生了巨大變化，從“吃得飽”到“吃出營養”再到“吃出健康”，對飲食的要求越來越高，綠色健康的食品愈發受到消費者青睞。發展生態養豬，符合廣大消費者的需求，也有利于降低生豬養殖業規?；l展產生的環境污染，符合養殖業綠色、生態、健康的發展趨勢。

微生物發酵床系統是實現農副產品和豬糞循環利用的有效途徑［1］。發酵床養豬技術是根據微生態和生物發酵理論，利用微生物對畜禽糞尿降解，從而減少畜禽糞尿污染的新型養殖模式［2-3］。日本是最早從事豬發酵床養殖技術研究的國家，隨后該項技術在世界很多國家得到深入研究并推廣應用，發酵床養殖法在我國近年來也得到廣泛宣傳和推廣［4］。同常規養殖方式相比，發酵床養豬技術在減少豬場糞污排放，有效改善豬舍的空氣質量，節能減排，提高生長性能及肉品質等方面表現出明顯的優勢，但在墊料來源、寄生蟲防治［5］、廢棄墊料重金屬含量、豬只安全度夏等方面仍存在一些問題，對發酵床養豬技術的大范圍推廣應用造成一定的不利影響。為促進發酵床在養豬業中的推廣應用提供參考，綜述近年我國在生物發酵床養豬的欄舍設計改良、新型墊料、豬只生長性能肉質改善、疫病防控、改善環境和動物福利、重金屬風險評估等方面的研究進展。

1 發酵床養殖模式的豬舍設計及改良研究

發酵床養豬生產實踐中，發酵床養殖在豬舍設計方面存在的問題逐漸顯現，其中較為突出的是育肥豬中后期豬糞尿量突增，而發酵墊料對糞尿的承載量有限，欲使發酵床能正常運行，必須降低飼養密度，否則會出現發酵死床問題及寄生蟲孳生與感染［6］；夏季高溫階段豬舍內溫度過高，不利于豬的生長［7］；豬舍通風換氣差，直接影響舍內空氣質量、溫濕度，給豬只帶來不良影響，甚至引起中毒、疾病、死亡。嚴敏等［6］為解決育肥豬后期糞尿突增造成發酵床死床問題，對發酵床的布局進行了改進，在每個發酵床單元內增設1個定點排泄區，改進后的發酵床單位面積及每頭豬的一次性墊料投入量分別為普通發酵床的2/3 和32%～64%，一次性墊料投入和飼養過程中添加的墊料量均大幅下降，且改良后的發酵床可提高豬的增質量（10.2%～34.9%）。劉波等［8］通過高架鋼構，大窗通風，水簾風機設計（豬舍由鋼架結構建造，面積為2 100 m2，長35 m、寬60 m、肩高4.0 m、頂高6.0 m，四周設有一矮墻，矮墻高1.2 m）與計算機控制相結合，建設微生物發酵床大欄豬舍并實現對舍內溫度條件的有效控制，可使整個夏季高溫季節豬舍內的溫度與豬舍外的溫度相近，且每頭豬所占面積為1.2 m2，與傳統水泥地養豬密度相似，養豬發酵床面積利用率達91.4%，比傳統豬舍包括隔離帶的建設占地面積利用率46%提高45 百分點。林營志等［7］針對微生物發酵床大欄豬舍的度夏問題，分析豬舍環境參數在夏季高溫季節的動態變化，證實微生物發酵床大欄豬舍通風能力強，輔以降溫設備，室內空氣平均溫度不超過30 ℃，平均氨氣體積分數小于20×10-6，平均二氧化碳體積分數小于1 200×10-6，均低于豬舍限定閾值，符合生豬生長要求，從而解決了發酵床養豬的度夏問題。王華建［9］發明了一種養豬場生態養殖專用環保發酵床，在養豬大棚主體的上側設有錐形棚頂，錐形棚頂的兩側內部通過鉸鏈設有等距對稱分布的6組以上天窗，在水泥地板遠離養豬大棚主體的正下方設有廢料儲放槽體，在養豬大棚主體的內部底面設有鋼板發酵床體，鋼板發酵床體的內部設有等距均勻分布的通風孔，外部新鮮空氣由通風井和通風管進入廢料儲放槽體內，然后通過鋼板發酵床體內部等距均勻分布的通風孔可保證墊料的底部通風，從而保證墊料的通透性。綜上，發酵床養豬在豬舍設計方面的問題和缺點可通過改良發酵床豬舍，如增設定點排泄區、通風孔及建設大欄發酵床豬舍進行改善，篩選適合的益生菌也是解決死床問題的重要研究方向。

2 新型發酵床墊料研究

我國發酵床養豬所用的墊料原料主要為鋸末、玉米芯、稻殼、棉籽殼等。影響其作為發酵墊料的制約因素主要有：一是發酵床有機墊料主要成分是鋸末（占90%），鋸末來源于樹木，隨著養殖量的增加需要大量鋸末，導致鋸末等原料供應緊張［10］；二是墊料價格上漲，大大提高了成本，降低經濟效益；三是受農作物生長周期的影響，秸稈、稻殼等農作物原料供給也具有明顯的季節性［11］。因此，擴大墊料選擇范圍及降低成本是需解決的問題。

近年來，我國食用菌產業飛速發展，產生大量廢棄菌糠，但未得到有效的開發利用，造成資源浪費和環境污染。因此，有學者對利用廢棄菌糠作為發酵床墊料進行了研究。盛清凱等［12］利用食用菌的下腳料-菌渣做發酵床，可促進原料的多層級利用，杏鮑菇菌渣和金針菇菌渣添加比例為45%時生豬的生產性能及對環境減排的效果最好，可使日增重（ADG）顯著升高，料肉比（F/G）顯著降低；血清皮質醇、熱應激蛋白70 含量極顯著下降，血清生長激素、IgA、總抗氧化能力上升，表明在鋸末稻殼發酵床中菌渣替代一定比例的鋸末切實可行，有助于墊料原料拓展及菌渣的再利用。郭彤等［13］將杏鮑菇菌糠部分替代鋸末發酵床墊料，發現可提高仔豬的生產性能、免疫功能，降低了腹瀉率，其中適宜仔豬的最佳墊料配比為25%鋸末＋25%稻殼＋50%菌糠，適宜生長肥育豬最優的墊料配比為15%稻殼＋15%鋸末＋70%杏鮑菇菌糠［14］。俸祥仁等［10］探討木薯、水稻、甘蔗、玉米、桑樹等農作物秸稈替代鋸木屑作為發酵床養豬墊料的可行性，發現桑樹秸稈粉末替代50%鋸木屑作發酵床墊料時，與對照處理相比，墊料溫度、濕度、N、P、K 含量和豬舍H2S、NH3濃度指標的差異不顯著，表明桑樹秸稈可替代50%鋸末作為發酵床養豬墊料，而水稻秸稈、木薯秸稈、玉米秸稈、甘蔗秸稈均不適合過多添加到發酵床墊料中。秦楓等［15］研究發現，將酒糟、菌康作為發酵床墊料基質能顯著提高豬群唾液和血清中5-HT、β-EP、Cortisol，提高育肥前期血清中Ach、Zn 的濃度，并能提高腦部下丘腦P11 蛋白基因mRNA 表達，改善豬群的生理情緒，從而提高豬的生產性能及健康水平。張習祥［16］發明了一種巨菌草養生態豬的發酵床墊料，將巨菌草粉碎成0.5～2 cm 的小段，按80%巨菌草和20%谷殼混合作為墊料，不僅可為微生物發酵床中的微生物營造良好的生存環境，還可供豬自由采食，為其提供生長所需的營養物質，促進生長發育，且巨菌草具有產量高、多年生的特點，料原非常充足，利于生態環境保護，降低企業養殖成本。李買平等［17］將菌草、蘋果枝條、玉米秸稈等農業廢棄物作為發酵床墊，研發出最優墊料配方為30%菌草＋29%蘋果枝條＋1%菌種（兵馬俑芽孢桿菌FJAT-13831、短芽孢桿菌FJAT-1501-BPA、乳酸芽孢桿菌、酵母芽孢桿菌）＋40%玉米秸稈，與傳統豬舍養殖相比，降低造價16%，節省人工70%，節省用水90%，解決了陜北地區的墊料來源問題。桑樹秸稈、食用菌廢棄物二次利用、菌草等新型發酵墊料的研究可促進發揮發酵床養殖潛力。

3 發酵床養殖模式對生豬養殖的影響

3.1 對豬舍環境的影響

傳統養豬模式中，為提高冬季圈舍的環境溫度，養豬場常采取密閉保暖措施，導致豬舍內通風不良，NH3濃度大，相對濕度高，豬的免疫力下降，易患呼吸道疾病等問題。盛清凱等［18］分析冬季發酵床養殖模式對豬舍環境的影響，發現在冬季發酵床舍內平均溫度為15.92 ℃，明顯高于水泥豬舍內的13.64 ℃，與蘇鐵等［19］發現采用發酵床養殖的欄舍溫度較傳統方法飼養的欄舍提高3.1 ℃的研究結果相符；極顯著降低了豬舍中NH3和懸浮顆粒濃度，使豬舍相對濕度有所提高但無顯著影響，表明發酵床豬舍溫度更適宜豬的生長并使豬舍內環境得到改善。李學莉等［20］研究微生態制劑結合發酵床養殖模式對豬生產性能及豬舍環境的影響，結果表明飲水中添加0.1%的微生態制劑時，舍區NH3、H2S、懸浮顆粒的濃度和細菌總數較干清糞圈欄組低，可改善豬舍環境，提高空氣環境質量。王國華等［21］研究表明在相同條件下發酵床養殖與實心地面養殖相比，發酵床豬舍在0.3 m、0.5 m、0.8 m 及1.7 m 處的NH3、H2S 濃度顯著低于實心地面，但會使CO2濃度升高。上述研究表明發酵床養殖對改善豬舍環境有積極作用，并且微生態制劑與發酵床養殖相結合將是未來研究的重要方向。

3.2 對豬生長性能及肉品質的影響

近年來，發酵床養殖作為低碳環保養殖和生產低殘留、高品質動物產品的生態環保養殖方式，使豬生產性能和肉品質也有一定的提高。熊立寅［22］通過屠宰試驗測定發酵床養殖與水泥地面欄舍養殖對豬生長性能和肉質的影響，發現發酵床養殖的豬肌肉中的亞油酸（C18∶2）含量提高27%、花生二烯酸（C20∶2）和花生四烯酸（C20∶4）的含量提高50.0%，表明發酵床飼養法能顯著提高豬肉中有益于人體健康的多不飽和脂肪酸含量，同時具有提高豬生長性能和改善豬肉質的潛力。還有研究報道發酵床養殖可顯著提高豬的生產性能，通過提高血清高密度脂蛋白膽固醇、谷氨酰轉移酶的濃度，降低乳酸脫氫酶、甘油三酯、去甲腎上腺素的濃度從而提高豬的生產性能及健康水平［15］。朱洪龍等［23］研究報道發酵床養殖方式能降低待宰欄內豬的爭斗行為和宰前生理應激反應，提高豬對宰前應激的應對能力及豬背最長肌的脂肪含量，并降低滴水損失。潘孝青等［24］比較發酵床飼養與常規水泥地面飼養2 種模式豬只的肌纖維形態及肌肉生長抑制素基因（MSTN）蛋白表達量，結果表明在發酵床飼養條件下豬臀部肌纖維束變粗，與常規水泥地面飼養相比，肌纖維直徑增加4.90%，豬臀肌中內源性MSTN 蛋白顯著減少。前人研究表明發酵床養殖模式的豬只生產性能和肉品質均有一定提高，但其機制需進一步研究。

3.3 對豬病防治的影響

吳文開［25］對比發酵床與水沖圈2 種養豬模式下生豬豬瘟、豬藍耳病和豬口蹄疫血清免疫抗體水平的差異，并進行寄生蟲蟲卵調查及寄生蟲防治效果分析，結果表明，相比傳統水沖圈養，發酵床模式的豬藍耳病血清免疫抗體陽性率高，豬瘟血清免疫抗體陽性率略高，豬口蹄疫血清抗體陽性率基本一致，但發酵床模式豬群更易感染豬蛔蟲、豬鞭蟲和豬球蟲。對此，李健等［26］通過采用進豬前進行藥物驅蟲、墊料堆積發酵、飼養階段定期驅蟲和器具消毒的寄生蟲病防控規程，有效降低了發酵床養豬模式下的寄生蟲感染率。高倩玉［27］將濕發式生物發酵床、干撒式生物發酵床與傳統養豬發病率進行比較，發現傳統養殖豬只發病率為12.5%，干撒式生物發酵床豬只發病率為7.5%，濕發式生物發酵床豬只發病率為2.5%，表明生物發酵床技術養豬能降低豬發病率，其中濕發式生物發酵床養豬發病率低于干撒式生物發酵床。還有研究發現，微生物發酵養殖技術下，豬血清中的IgG、IgA 等含量明顯比普通養殖技術下高，可能是因為發酵床養殖模式下豬的免疫力更高，能有效保持豬只的腸道健康，從而降低豬只發病率，提高健康水平。另有研究報道生物發酵床有益微生物菌群對豬舍大腸桿菌和沙門氏菌病原菌具有顯著的抑制作用，從而控制由大腸桿菌和沙門氏菌病原引起的豬疾?。?8］。秦楓等［29］研究發現，發酵床模式可顯著提高豬機體的情緒物質分泌，通過促進腦分泌抗抑郁P11 蛋白，減少生理應激，從而促進生豬健康。白建勇等［30］研究報道在發酵床養殖模式下飼糧中添加300 mg/kg 的抗菌肽可提高仔豬抗氧化和免疫功能，通過減少仔豬盲腸中大腸桿菌數量從而對盲腸有益菌群無不良影響。柳堯波等［31］采用PCR-DGGE技術研究對發酵床養豬模式下仔豬消化道各段菌群多樣性和相似性分析，結果表明，相較于水泥地，發酵床提供了穩定而豐富的菌群和穩定的溫濕度，能持續增加豬只胃和結腸中的菌群多樣性，促進回腸菌群演替為穩定的盲腸菌群，全程保持較高比例的乳酸菌屬，通過抑制或減緩彎曲菌屬、志賀菌屬、埃希氏菌屬等致病菌生長增殖，構建和維護仔豬消化道正常菌群，從而提高仔豬腸道免疫促使仔豬健康。李兆龍等［32］通過測定豬血清中堿性磷酸酶活性、丙氨酸轉移酶活性、血清尿素氮、總膽固醇、總膽紅素、血糖等指標證實，大欄微生物發酵床養殖模式通過改善豬體內的糖、蛋白質和脂肪的代謝，降低豬的應激，從而提高豬的免疫力、抗病能力。綜上表明，發酵床養殖模式可提高豬的免疫、抗病毒能力、降低應激、降低發病率及構建腸道優勢菌群等作用，其在寄生蟲防治方面的缺陷可通過加強飼養管理，在進豬前進行藥物驅蟲、墊料堆積發酵、在飼養階段定期驅蟲和器具消毒等進行改善，對推廣發酵床養殖有積極作用。

3.4 對豬福利的改善

秦楓等［29］研究發現，發酵床模式可顯著提高豬機體的情緒物質分泌，通過促進腦分泌抗抑郁P11 蛋白，減少生理應激，使趨于愉悅狀態，改善動物福利。朱洪龍等［33］通過對比漏縫地板養殖與發酵床養殖斷奶仔豬行為特征和唾液皮質醇激素水平，發現發酵床飼養能增加斷奶仔豬的探究行為、運動行為及每次采食持續時間，降低其攻擊和操縱圈舍行為，提高了仔豬動物福利。因此，發酵床養豬模式在改善動物福利方面也有積極作用。

4 發酵床墊料中重金屬及霉菌毒素危害的處理

墊料中的重金屬元素富集也是生物發酵床養豬推廣應用需解決的問題。豬糞中具有諸多的重金屬元素且濃度較高，主要是由于在飼料添加劑中存在一定的礦物元素。張霞等［34］檢測使用3～4 年的廢棄墊料發現，其中有機質、N、P、K、腐殖酸含量豐富，鹽含量相對較高，超標的重金屬以Cu、Zn 為主，引起墊料內Cu、Zn 含量超標原因一方面是墊料使用時間較長，另一方面由于飼料內Cu、Zn 添加量較高。張霞等［35］在發酵床熟化墊料重金屬含量、形態及農用潛在風險分析的研究中發現，熟化墊料中的Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb 6 種元素均是可交換態的含量占比最低，熟化墊料中的總Cr含量、總Cd含量、總Pb含量均在標準規定范圍內，且以殘渣態與有機結合態為主，隨著熟化墊料進入土壤，對作物的危害相對較小。臧春云［36］發明了一種由海藻、葡甘露聚糖、泥沙、麥稈、稻殼、艾草等原料制成的發酵床墊料霉菌毒素脫除劑，可提高發酵床消化糞尿的能力，墊料配方充分考慮了豬的生理活動習性，組分中添加的改性葡甘露聚糖可提高對霉菌毒素的吸附脫毒能力，隨著豬對墊料的拱食，這種安全的脫毒成分進入豬腸道，有效實現對霉菌毒素的吸附，最后經排泄再由墊料中的優勢菌種降解，完成循環，同時墊料中的可拱食成分含有的豐富膳食纖維和藻蛋白能有效提高豬的消化吸收能力，改善豬肉質量，做到零排放，實現無污染的循環利用農業生態模式。因此，發酵床養豬模式中如何降低重金屬的富集和霉菌毒素的危害也是當前研究熱點。

5 結束語

前人對發酵床養殖技術在養豬業中的應用研究表明，發酵床養殖模式有利于提高豬生長性能及肉品質，提高豬的免疫能力及抗病能力，改善豬舍環境及動物福利。因此，發酵床養豬在生態養豬業方面的優勢毋庸置疑，有利于引導循環農業產業鏈的形成，遵循自然農業理念，與當前所倡導的環保養殖理念相契合。但仍需通過深化研究新型發酵床墊料的開發，發酵床養殖模式對豬生長性能和肉品質的影響機制，提高豬的免疫、抗病毒能力、降低應激、降低發病率及構建腸道優勢菌群的作用機制，以及該模式下如何降低墊料重金屬的富集和霉菌毒素的危害，以解決其進一步擴大推廣面臨的問題，從而實現更好的推廣應用效果。