生物發酵床養殖技術對養殖場污染物去除效果研究

林啟才+張振文+杜利勞+李英杰

摘要 以菌糠為生物發酵床墊料在牛場進行養殖，通過生物發酵床養殖技術與傳統養殖技術的對比分析，得到了生物發酵床養殖技術對養殖場污染物的去除效果。試驗表明，菌糠墊料對牛糞尿的吸附轉化率超過200%，養牛小區加墊料后與傳統養殖方式相比，氨氮削減47%～68%，硫化氫和二氧化硫削減20%～38%，說明添加生物發酵床墊料對養殖場污染物去除效果明顯，經過生物發酵床發酵后的墊料生產的有機肥達到有機肥料（NY 525—2012）各項指標要求。

關鍵詞 生物發酵床；菌糠墊料；污染物；去除效果

中圖分類號 X592 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0149-02

Abstract The germ bran padding material was applied for culture in cattle farm.To analysis the biological fermentation bed culture and the traditional culture method，the removal efficiency of the intensive livestock waste was obtained in using biological fermentation bed culture technology. The results indicated that，compared with traditional farming methods，the adsorption & conversion rate of manure pad for cow fecal & urine was over 200%，the ammonia nitrogen was reduced by 47%～68%，hydrogen sulfide and sulfur dioxide was reduced by 20%～38%. The effect of adding biological fermentation padding material on the pollutant removal of the cattle farm was obvious. The organic fertilizer after fermentation of biological fermentation bed meet the requirements of organic fertilizers standard（NY 525-2012）.

Key words biological fermentation bed；germ bran padding material；waste；removal efficiency

近年來，我國畜禽養殖數量逐年增長，規模養殖比例逐年加大，由于污染治理設施建設滯后或不匹配，畜禽規模養殖已成為我國農村地區環境污染的重要來源之一[1]。生物發酵床養殖技術是一種新型養殖技術，可有效解決畜禽污染問題，但目前墊料材料多選擇鋸木屑、稻殼等，成本較高且取用困難。同時，隨著食用菌產業的發展，廢棄菌糠的污染也逐漸顯現。利用菌糠作生物發酵床墊料，可解決墊料緊張、成本高和養殖污染等問題[2]。為驗證生物發酵床養殖技術對養殖場污染物去除效果，本試驗以菌糠為生物發酵床墊料[3]開展了奶牛養殖研究，并對生物發酵床墊料吸附牛糞尿能力及養殖技術對養殖場污染物去除效果進行了對比分析，探索菌糠在生物發酵床養殖中的環境效益和應用前景。

1 生物發酵床養殖技術概況

生物發酵床畜禽養殖技術是以谷殼、農作物秸稈粉、鋸末、枯草芽胞桿菌、酵母菌等混合均勻發酵制成有機物墊料鋪墊在畜禽舍，畜禽排泄物經墊料微生物作用被迅速降解，從而實現免沖洗欄舍、無臭味、無污水排放、從源頭實現環保養殖的技術。

世界上最早從事發酵床養殖技術研究的國家是日本，于1970年設計和建立了世界上首個發酵系統，此發酵系統利用以木屑作為墊料的坑道，并在其外加蓋由聚氯乙烯制成的塑料薄膜即可。20世紀90年代，全球各國對本技術進行深入研究，其后也對其進行了應用推廣[4]。山東農業大學動物科學學院1985—1991年先后從新西蘭與日本等地引進了發酵床養殖技術，經過幾年的研究、討論，提出整改方案，形成了一套完整的生產體系[5]。目前，該技術得到了當地養殖戶的認可，已大面積推廣應用到雞、鴨、奶牛等家禽家畜的養殖中。

陜西省畜牧業發展迅速，全省每年畜禽糞污量7 000萬t，畜禽養殖業污染物總量占農業污染總量的73%。畜禽養殖廢水未經處理直排渭河，加劇了渭河水體污染，影響了渭河水體質量，畜禽養殖廢水的處理已經成為環境保護的重點關注方向[6]。推廣生物發酵床養殖技術等手段削減污染物排放總量勢在必行。

2 奶牛養殖示范場區生物發酵床養殖技術監測方案

本試驗采用杏鮑菇培養基的菌糠粉碎干燥后用作生物發酵床墊料開展了養殖奶牛的研究，養牛小區為楊凌一個500頭奶牛生產基地。試驗對養牛場菌糠、牛糞、生物發酵床墊料進行全項分析，并對養殖場污染物去除效果進行對比分析。

試驗分別對養牛場菌糠、牛糞、生物有機肥按照NY525—2012標準進行監測指標全分析，監測項目為全項，監測結果由陜西省質量技術監督局提供。

奶牛養殖示范場區監測點位6個，1#為牛舍1（使用杏鮑菇培養基床墊牛舍），2#為牛舍2（未使用杏鮑菇培養基床墊牛舍），3#為擠奶廳南側，4#為養殖場內非牛舍區，5#為養牛示范場外上風向10 m處，6#為養牛示范場外下風向10 m處。每個點位監測項目SO2、NH3、H2S，每天監測3次，連續監測3 d，分別記錄其日均值。采用分析方法及依據分別為甲醛吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法（HJ 482—2009）、納氏試劑分光光度法（HJ 533—2009）、亞甲藍分光光度法（《空氣和廢氣監測分析方法》）。endprint

3 生物發酵床養殖技術監測結果分析

采用生物發酵床養殖技術后，由于有機墊料中含有相當活性的有益微生物，這些微生物能夠迅速有效地降解、消化牲畜的糞尿排泄物，不需要每天打掃牲畜欄、沖洗牲畜舍，在整個飼養過程中沒有任何廢棄物排放，真正實現了污染物“零排放”要求，徹底改變了以往養殖中的“糞便滿地、污水橫流、蒼蠅鋪面、臭氣熏天”的現象，惡劣的人畜生產、生活環境得以徹底改善。同時，有機墊料制作時需要使用大量的作物秸稈，這為習慣于將秸稈廢棄或焚燒的農村地區提供了一條有效改善生態環境的途徑。

3.1 生物發酵床墊料對養殖區糞尿污染物去除效果分析

由于有機墊料中繁殖有大量的微生物，而牲畜又具有拱翻習性，牲畜在拱翻有機墊料的同時，有效補充了部分飼料中營養成分不足的問題，可以節約大量飼料。墊料使用后可形成直接用于果樹、農作物的生物有機肥，達到資源循環利用、變廢為寶的效果。本研究生產的有機肥料達到了NY525—2012對于有機肥料的各項指標要求，目前示范企業已經開始了有機肥生產的探索。菌糠、糞便、墊料樣品指標分析見表1。

在養殖過程中，畜禽的排泄物混入有機墊料中，通過微生物發酵分解制成優質的生物活性有機肥，既解決了農作物秸稈、鋸末、木屑等農業廢棄物的出路問題，又從根本上解決了畜禽糞便無害化處理的問題，促進了農業資源的生態循環利用，改善了農業生態環境。菌糠吸收糞便N、P營養物質能力強，其吸附轉化率約為200%，經過生物發酵床發酵后的墊料（有機肥）達到有機肥料（NY 525—2012）各項指標要求。

3.2 生物發酵床墊料對養殖區大氣污染物去除效果分析

課題組在春、秋2季分別對環境空氣及示范工程項目的大氣狀況進行了相關監測，生物發酵床養殖與傳統養殖污染物監測結果見表2。

養牛小區加墊料后與傳統養殖方式相比，硫化氫削減28%～45%，平均為38.9%，二氧化硫削減20%～38%，平均削減為30.6%，氨氮削減40%～58%，平均削減47%，說明加生物發酵床墊料的養殖模式污染物產生量明顯減少。對養牛場大氣污染物按上風向、廠區、牛舍、下風向進行分析如圖1所示。

示范工程大氣環境變化情況分析如下：一是養殖場大氣污染物排放呈現早高峰（與排泄規律同步）、中減緩、晚低谷的規律；二是養牛小區加墊料后與傳統養殖方式相比，加生物發酵床墊料的養殖模式污染物產生量明顯減少；三是養殖場上方向和下風向大氣污染物濃度相當，說明養殖場對外部空氣質量影響較小，污染物在廠區內受到了生物發酵床的吸附。由此可見，生物發酵床對環境臭氣的吸附能力很強，既吸收了進入環境空氣中的污染物，又為生產有機肥提供了必要的氮磷營養，可謂真正的變廢為寶。

4 生物發酵床養殖技術建議

生物發酵床養殖技術是一種全新的環保養殖理念，與之相適應的養殖技術與傳統的現代養殖技術相比有很大區別，是微生物工程技術在生態農業領域特別是養殖業中的典型應用。牛場以菌糠為生物發酵床墊料進行養殖，菌糠墊料對牛糞尿的吸附轉化率高，加墊料對養殖場污染物去除效果明顯，經過生物發酵床發酵后的墊料生產的有機肥達到有機肥料（NY 525—2012）各項指標要求。該項技術有效削減惡臭氣味，大氣污染物明顯降低，同時生物發酵床墊料吸附牛糞尿后可以生產有機肥，既有環境效益，又有經濟效益。相信隨著推廣范圍的加大，生物發酵床養殖技術必將成為今后養殖業采用的重要飼養方法之一。

5 參考文獻

[1] 王振旗.畜禽規模養殖污染治理項目管理機制研究[J].環境污染與防治，2015，37（9）：100-109.

[2] 賈月樓，陸亞珍，張敏，等.菌糠在發酵床墊料中的應用研究[J].當代畜牧，2013（3）：13-14.

[3] 張振文，趙旭純，林啟才，等.一種生物發酵床墊料及其應用：中國，201310365432.8[P].2013-12-25.

[4] 劉波，朱昌雄.微生物發酵床零污染養豬技術研究與應用[M].北京：中國農業科學技術出版社，2009.

[5] 李曉東，王建民，楊景晁.山東省畜禽發酵床養殖技術推廣應用現狀[J].豬業經濟，2013（6）：32-34.

[6] 林啟才，杜利勞，張振文.陜西省畜禽養殖業污染成因及防治問題研究[J].陜西農業科學，2014，60（6）：56-58.endprint