豬用微生物生態發酵床的管理及規劃建設的研究進展

曹正輝 ，王占彬，顧憲紅

（1.中國農業科學院 北京畜牧獸醫研究所，動物營養學國家重點實驗室，北京 100193；2.河南科技大學，河南 洛陽 471003)

我國的養豬業發展迅猛，并且取得了令人矚目的成績，與此同時也面對著環境污染、肉品質健康、提高效益等諸多問題[1-2]。2010年12月，環境保護部為了貫徹《中華人民共和國環境保護法》的法律法規防治畜禽等養殖業造成的環境污染，保護人體健康和生態環境的安全，推動新農村建設，制定了《畜禽養殖業污染防治技術政策》。又一次給畜禽養殖業提出了更高的標準和更大的挑戰。發酵床養豬技術從20世紀90年代進入中國，經媒體相繼報道后，發酵床養豬技術進入了快速發展的黃金時期，但是由于盲從和技術缺乏，導致很多養殖場養殖失敗，從而使微生物發酵床的使用和推廣遇到了前所未有的麻煩和瓶頸。本文針對微生物發酵床的中外發展狀況及管理中的技術要點進行了綜述，希望能為發酵床養豬技術在中國的更好發展做出貢獻。

1 微生物生態發酵床技術的發展現狀

1.1 概念

微生物生態發酵床養殖技術是一門綜合的養殖模式，它結合了微生物學、發酵工程學、生態學等原理，利用具有活性功能的微生物進行能量轉換，從而達到將豬等家畜的糞尿完全降解，低污染，低排放的目的。

1.2 養殖模式的發展歷程

從古至今，養殖模式隨著社會的發展不斷的演變。

1.2.1 “柴草墊圈”的養豬模式

從原始社會到上世紀80年代以前，豬圈都是非常簡陋，基本都是用柴草、秸稈、泥土等墊圈，臟了再清圈，然后再墊的模式，這種養豬模式屬于原始的粗放的養殖模式。

1.2.2 “水泥圈”養豬模式

至20世紀90年代前，水泥圈逐步地取代了柴草圈的養殖模式，養殖戶用大量的水進行沖洗糞尿，造成了資源的浪費，環境的污染，環境破壞嚴重。同時水泥圈舍的潮濕環境導致豬只的病害增多，以及造成藥物的濫用和殘留、肉品質的下降等為人類健康帶來隱患。

1.2.3 發酵床養殖模式

自20世紀60年代，發酵床技術在歐美及日韓等國家開始應用，直至90年代傳入中國，特別是中央電視臺及各大媒體的相繼報道后，發酵床養殖快速地進入黃金發展期。

1.3 微生物生態發酵床的優勢

成功的發酵床養殖具有“五省、四提、三無、兩增、一少”優勢[3-4]：

——省工、省料、省水、省藥、省電的“五省”優勢；

——能夠提高生豬的抗病能力、提高肉品質、提高料重比和出欄重的“四提”優勢；

——無蠅蟲、無臭味、無污染的“三無”優勢；

——增加養殖的經濟效益、增加生態效益的“兩增”優勢；

——減少豬體中的藥物的使用和殘留的“一少”優勢。

1.4 微生物生態發酵床的傳統工藝流程如圖1：

圖1 常規微生物發酵床工藝流程圖

1.5 發酵床菌種

發酵床菌種的活力高低直接決定了糞便和墊料的發酵速率，是發酵床制作成功與否的首要因素。可根據當地的氣候條件，在不同季節，不同地點采集能夠適應當地環境條件的發酵菌種如酵母菌、乳酸菌、放線菌、曲霉菌等，這種方法稱為土著菌法[5]。土著菌法包括了土著菌的采集、分離、制備菌種、擴繁菌種和接種等環節[6]。在擴繁階段需要加入植物營養液促生長劑，采集用作促生長劑的植物要具有高抗逆性、耐寒性強、生長速度快、生命力強的這類植物，如艾蒿、苜蓿、麥谷類等；其次是生長速度較快的植物，有竹筍、瓜類等；采集時間在清晨露水未干的時間為好，采集后直接用紅糖腌制，密封避光保存備用。目前，也研制出了商品化的菌種，商品菌種有成分復合型、活力強大型、操作簡單型等[7-9]，因為發酵床是一個復雜的生態系統，如果機械性的把單一菌種或是一兩種單一菌種進行組合結合使用，均不能適應發酵床在不同季節的溫度、濕度、通氣性、pH等復雜多變的情況。

2 微生物發酵床的管理和維護

2.1 發酵床原料的選擇

微生物生存和繁殖需要足夠的營養源，主要來源于墊料原料和豬糞便中容易分解的有機物，在選擇發酵床原料時，比較寬泛，設計原則是以惰性較強的原料為主，且含有適當的能量，常見發酵床原料的惰性比較：木屑＞花生殼＞稻殼＞草粉，如果原料惰性較高，需要加入適當的能量物質如麩皮和米糠等，但是，全都用惰性的原料的話，發酵床中的能量提供就不夠，發酵不起來，就不能產熱，無法分解糞尿。

這些原料中的碳源就是微生物的食物，無機的氮素就是微生物繁殖和建造細胞的主要材料[10-11]。所以墊料和糞尿中的碳氮含量高低與比例就決定了微生物的生長和繁殖效率。微生物發酵活動最適的碳氮比為25∶1，所以，我們在制作發酵床時可以通過相關的措施來控制碳氮比，豬糞中的碳氮比大致為7∶1，是提供碳源、氮源的主要原料，所以我們在選擇發酵墊料時，應選擇碳氮比大于25∶1的原料就能達到發酵的要求。由于養豬生產過程中碳源和氮源分別是持續不斷產生的，所以在最初選擇墊料時的碳氮比越高，墊料的使用年限就會越長久。

2.2 微生物發酵床環境條件的保持

2.2.1 酸堿度

適宜的酸堿度是微生物生長的一個必須條件，發酵床微生物大多是適應微堿性的環境，pH保持在7.5為宜，過酸（pH＜5.0）或是過堿（pH＞8.0）的環境都不利于微生物的生長、繁殖、分解等。 豬糞在微生物的發酵過程中能夠產生有機酸，因此，在排便比較多的地方環境pH會有所下降，可以通過人為的翻動墊料或其他措施來調節酸堿度，以適應發酵床微生物的正常生長和酵解[12]。

2.2.2 溫濕度

因為水分是維持生物生命活動的基礎，適當的溫濕度是調節發酵床內部生命活動的重要因素，同時也調節著發酵床內部的微生物的集聚密度和活性，從而影響發酵效率[13]。發酵床的核心溫度一般保持在40 ℃以上，如果低于這個溫度就要翻動墊料同時添加菌液，墊料的合適水分含量通常要求，上層濕度保持在30%～50%，下層濕度保持在50%～60%，應該經常地檢查發酵床的溫濕度，如果水分過大，通常就是打開通風設備，利用空氣的流動來調節濕度。床面太干燥時，可以通過常規的噴霧灑水的方式來補水，也可以結合補充菌液時補水。如果發酵床比較疏松且水分較高時，發酵菌的活性就會較高，發酵強度加大，溫度也會過高；如果床體的透氣性差或是水分較低時，發酵菌的發酵速率減慢，從而發酵溫度降低影響發酵效果，都會造成床體的壞死不利于菌群的正常生長繁殖。

2.2.3 采光和通風

室內保持良好的通風，空氣能夠對流，同時要能夠保證夏天的通風降溫和冬天的采光保暖[14]。

2.3 發酵床豬舍的消毒

發酵床豬舍的消毒問題一直是人們非常關心的問題。大部分人會認為，消毒會殺死發酵菌，不利于發酵活動的進行，所以認為發酵床圈舍不能消毒。同時大部分的發酵床資料和文獻中也提到更有甚者強調發酵床墊料上不能消毒[15]。也有人認為，發酵床豬舍沒必要消毒，因為在發酵床豬舍的墊料上，發酵菌已經占到了絕對的優勢，其他的病原菌的生存空間幾乎沒有，同時，發酵床本身就具備了殺菌消毒的作用。因考慮到發酵床的特殊性，消毒液對發酵菌活性的影響，加上發酵床自身的殺菌消毒功能，因此，發酵床豬舍除了進圈前的豬體消毒外，平時不必進行圈舍消毒。

2.4 發酵床豬只的防疫工作

微生物發酵床正常運作可以減少一半以上的用藥量，但是應用了微生物發酵床并不能說明就可以不用防疫，首先，正常的免疫程序是必不可少的，發酵床可以提高豬只的免疫力，提高豬只的抗病能力，減少豬只的患病幾率[16]。

2.5 發酵床豬只的驅蟲

蛔蟲和鞭蟲是養豬過程中比較常見的問題，利用微生物發酵床養豬，雖然能夠給豬只提供干爽的圈舍環境，減少了蛔蟲等寄生蟲的發生，但是在新建的微生物發酵床豬舍或是從水泥地面轉移到發酵床上的前一過程有可能帶進去寄生蟲，因此也同樣要對發酵床豬只進行驅蟲，通常采用的是“4+1驅蟲模式”：具體就是種豬每年驅蟲4次（每3個月驅蟲1次）；生長育肥豬在保育結束時驅蟲1次；每次需要在飼料中連續加藥7 d，同時，最好是全部豬群同一時間集體驅蟲，驅蟲后不必對墊料做任何處理。

2.6 糞尿輸出管理

由于豬只具有定點排泄糞尿的行為特點，自然狀態下在發酵床上的分布不均勻，糞尿集中的區域濕度比較大，分解速度慢，只有將糞尿和墊料進行充分的混勻后，才能保持糞尿在較短的時間內徹底地分解干凈。夏季，要對糞便進行及時的掩埋和清理，一般每天清理1次，把新鮮的糞便掩埋20 cm深度，避免臭味及蠅蟲的繁殖[17]。

2.7 出欄后墊料的管理

在豬只出欄后，只要墊料還沒到使用期限，就要對墊料進行堆肥處理，首先，把水分調節到40%左右，進行堆積發酵。在一批豬只出欄后利用鏟車、挖掘機或者人工的方式將墊料從底部徹底地翻動，保證上下層的物料充分的混合均勻，并且適當地補充新的墊料和菌液待中心溫度上升到70 ℃以上高溫保持24 h后，即可以作為發酵床墊料重新使用。

3 發酵床養豬的規劃建設

豬場的規劃設計既要滿足生產流程的要求，又要按照生產工藝流程順序性和連續性來布置建筑物，要利于生產實際，便于科學性管理，從而提高勞動生產效率。規模豬場的豬群數量大，飼養密度高，首要的是確保衛生防疫工作的正常進行才能保證正常的生產[18]。一方面考慮豬場的定位發展、豬場的生產性質、豬只的抗病力、地區的地理條件及主導風向等幾個主要方面，根據以上的各個方面的要求科學地布局建筑物，同時還要滿足各個建筑之間的防疫距離要求；另一方面，要善于利用當地的自然環境、生物性的環境、物理性的環境來改善防疫環境[19]。另外豬場的物資流動、飼料采集、豬只運輸等方面也非常的頻繁，所以建筑物和道路的布局更應該滿足生產的工藝流程及內部聯系的連續性，要盡量的保證運輸路線的方便、簡潔、不重復迂回。豬場的生產區和生活區既是分離的又是聯系的，所以位置的規劃要適中，環境的安靜也尤為重要。既要保證員工的生活環境舒適，又要便于生產的管理和運行。

3.1 整體的設計及場址選擇

豬舍盡量設計為長方形，長寬比以3∶1為宜，將料槽和飲水設備設置在長方形豬舍的兩端，強制豬只來回的運動，從而攪動發酵床的墊料，培養豬只的不定點排便習慣[20]。這樣能夠利于豬只排出的糞尿均勻地被發酵床菌消化吸收。

首先發酵床豬場的選址應盡量的接近飼料產地，地理位置要求有便利的交通條件，遠離生豬的屠宰和批發市場、旅游景區和交通要道等。一般要距離畜禽產品的加工屠宰工廠至少在1 km以上，遠離主要干道和村莊，仔豬舍和保育舍上面盡量避免高壓線通過。在地勢和地形方面，要求地勢較高、干燥、平緩向陽。場址地平面要高出水位線2 m以上，這樣可以避免洪水和地面潮濕。土質方面要求，土質有一定的承載力，通透性強，吸濕性和導熱性小的均勻質地的土壤。豬舍的朝向方面要求，滿足2個條件，一是日照條件，能夠充分的利用調節輻射熱量；二是通風條件，能夠合理的利用主導風向。豬舍的間距主要考慮了幾個方面的因素，一是日照采光；二是通風換氣；三是防疫隔離；四是消防防火。

圖2 地下式發酵床豬舍設計圖

3.2 豬舍的設計

豬舍的設計要根據豬只的需要，方便飼喂、利于發酵、提高生長性能等方面[21]。如圖2一般在豬舍的背陰面留出1 m寬的過道，圈內留出1.5 m寬的水泥飼喂臺，水泥飼喂臺要留有一定的坡度向人行過道傾斜，防止豬只飲水時浪費的水污染了發酵床，影響發酵床的發酵效果。建水泥飼喂臺是為了防止發酵床溫度過高，方便豬只夏季時安全度夏。

3.3 發酵池的設計

發酵床技術的成功與否的關鍵因素就是發酵床，而發酵床的核心又是發酵池和墊料問題，因此發酵池的設計也是至關重要的。目前發酵池有3種模式：1）地上墊料池，適合南方水位高、易滲水土質的地區，但也有局限性：一是建筑成本比較高；二是發酵床四周的墊料受周圍環境的影響比較大。2）地下發酵池，如圖3所示，適合水位較低、排水便利、容易滲透雨水的地區，建筑成本較地上發酵床低，發酵床中的墊料發酵效果較為均勻。3）半地上半地下式發酵池，結合了地上式和地下式的優勢，建筑成本也介于兩者之間。針對墊料池的這幾種形式，可以根據當地的實際地理環境情況因地制宜：地建造。

4 展望

發酵床養豬改善了集約化養豬出現的問題，提高了豬舍的空氣質量，提高了豬只的免疫力，降低了藥物的使用，為豬只提供了舒適的生長環境，同時也提高了豬只的生長性能、肉品質，符合現代消費者對豬肉高品質的需求，是養豬業可持續發展的新模式。希望在政府的推動下能夠探索適合當地的發酵床養豬模式，實現優質優價，帶動農戶致富。

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