不同發(fā)酵條件對(duì)混合糞便制有機(jī)肥的研究

劉 霞，黃 艷，張華知

(四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川 瀘州 646000)

為了在2020年全面建成小康社會(huì)，國(guó)家實(shí)施了“精準(zhǔn)扶貧”政策，許多貧困地區(qū)將畜禽養(yǎng)殖業(yè)作為脫貧攻堅(jiān)工作開展的一部分[1]，這就使得農(nóng)村有些地方大量堆砌畜禽糞便，給環(huán)境衛(wèi)生帶來(lái)了很大的壓力的同時(shí)又滋生大量的蒼蠅蚊蟲，帶著各種病菌到處傳播，給養(yǎng)殖安全及從業(yè)人員健康均帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。自古以來(lái)就有將禽畜糞便直接作為肥料作用到土壤，但是這會(huì)造成農(nóng)作物燒苗等現(xiàn)象，查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，將畜禽糞便制成有機(jī)肥不僅可解決牛糞肥效低的問題還可改善土壤板結(jié)問題，減少化學(xué)肥料的施用[2-3]。近年來(lái)，多數(shù)學(xué)者多致力于畜禽糞便發(fā)酵沼氣、單獨(dú)畜禽糞便發(fā)酵工藝研究[4-7]，而將畜禽糞便混合起來(lái)綜合發(fā)酵的研究甚少，本研究采用混合糞便作為發(fā)酵原料，以發(fā)酵肥料有機(jī)質(zhì)含量為判定指標(biāo)[8]，采用單因素試驗(yàn)，研究不同的發(fā)酵條件對(duì)牛糞中氮含量的影響，目的在于找到最優(yōu)混合糞便發(fā)酵方法，為大規(guī)模的畜禽糞便發(fā)酵制有機(jī)肥提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

發(fā)酵原料：牛糞、鴨糞、雞糞(三種糞便按5∶1∶1作為發(fā)酵原料)。

輔助原料[9]：木屑、麥秸、棉籽殼、玉米干、大豆餅粉、雜草、玉米粉發(fā)酵添加菌種：熱帶念珠菌、白地霉、枯草芽孢桿菌、乳酸菌、放線菌、酵母菌、硝化細(xì)菌。

1.2 菌液的制備

細(xì)菌菌液制備：斜面培養(yǎng)基上挑取小塊枯草芽孢桿菌、乳酸菌、放線菌、硝化細(xì)菌接種于LB液體培養(yǎng)基，37℃中旋轉(zhuǎn)振蕩(60r/min)20h后顯微鏡下調(diào)節(jié)每ml菌液含總菌數(shù)為200億CFU左右方可使用。

真菌菌液的制備：平板培養(yǎng)基上挑取小塊含菌絲的熱帶念珠菌、白地霉、酵母菌菌種接種于沙保羅瓊脂培養(yǎng)基，25℃中旋轉(zhuǎn)振蕩(60r/min)數(shù)天。當(dāng)每100菌液含菌絲體1g(干重)方可停止發(fā)酵。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

化學(xué)指標(biāo)：有機(jī)質(zhì)的測(cè)定，精確稱取1g試樣，置于已恒重的瓷坩堝中，將坩堝放入馬弗爐中同樣溫度下灼燒10min，同樣冷卻稱重，直到恒重。

1.4 糞便發(fā)酵有機(jī)肥的方法

將牛糞、鴨糞、雞糞按5∶1∶1混合拌勻，脫水，再加營(yíng)養(yǎng)原料混合拌勻。而后將堆肥翻倒2～3遍，堆成高約0.5m、寬1m的長(zhǎng)方形物料堆，并在堆頂打孔通氣。最后用長(zhǎng)方形塑料布將肥堆覆蓋，起到保溫、保濕、保肥作用。發(fā)酵數(shù)天后做翻堆處理，堆20天后測(cè)定發(fā)酵產(chǎn)物有機(jī)質(zhì)含量。

1.5 單因素試驗(yàn)

1.5.1 不同菌種接種量對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

混合糞便木屑粉按4∶1的比例混合均勻，含水率為55%，微生物菌劑為熱帶念珠菌，接種量設(shè)六個(gè)水平，分別為0.5‰，1‰，1.5‰，2.5‰，4‰，5‰，同時(shí)設(shè)置一個(gè)不接菌的對(duì)照組，4 d翻堆一次，發(fā)酵周期20 d。

1.5.2 不同翻堆次數(shù)對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

發(fā)酵方法同1.4，混合糞便脫水，控制其含水率為60%，調(diào)整原料C/N則添加木屑，微生物菌種為熱帶念珠菌，接種量為1‰，設(shè)6個(gè)實(shí)驗(yàn)組，標(biāo)號(hào)1、2、3、4、5、6，每組標(biāo)號(hào)表示其共發(fā)酵20d的翻地次數(shù)，20 d發(fā)酵完成后測(cè)有機(jī)質(zhì)含量。

1.5.3 不同pH值對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

牛糞、鴨糞、雞糞按5∶1∶1混合拌勻，脫水至原料含水率55%，加入木屑拌勻，微生物菌種為熱帶念珠菌，接種量為1‰，堆成高約0.5米、寬1米的長(zhǎng)方形物料堆，并在堆頂打孔通氣，開始堆肥發(fā)酵，從堆肥開始，每天測(cè)堆體四角一處及堆體中央共五處的pH值，并對(duì)測(cè)定處的有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行檢測(cè)，直至發(fā)酵結(jié)束。

1.5.4 不同溫度對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

牛糞、鴨糞、雞糞按5∶1∶1混合拌勻，脫水至原料含水率55%，加入木屑拌勻，微生物菌種為熱帶念珠菌，接種量為1‰,堆成高約0.5m、寬1的長(zhǎng)方形物料堆，并在堆頂打孔通氣，開始堆肥發(fā)酵，從堆肥開始，每天測(cè)堆體四角一處及堆體中央共五處的溫度，并對(duì)測(cè)定處的有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行檢測(cè)，直至發(fā)酵結(jié)束。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菌種接種量對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

由圖1可知，接種2.5‰、4‰和5‰的菌種，最后得到的發(fā)酵產(chǎn)物里不可分解的有機(jī)質(zhì)含量最高，而0.5‰、1‰和1.5‰的熱帶念珠菌時(shí)，有機(jī)物分解較徹底，其中接種量0.5‰時(shí)，有機(jī)質(zhì)下降最多。

圖1 不同菌種接種量對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

2.2 不同翻堆次數(shù)對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

不同翻堆次數(shù)對(duì)發(fā)酵糞便有機(jī)質(zhì)含量的影響見圖4，結(jié)果表明，翻堆2次有機(jī)質(zhì)含量最高，翻堆5次，平均4天翻堆一次，有機(jī)質(zhì)含量下降明顯，當(dāng)翻堆次數(shù)增加，有機(jī)質(zhì)含量差異不大，因此，發(fā)酵20 d，每4天翻堆一次，有利于氧的供給，微生物的分解。

圖2 不同翻堆次數(shù)對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

2.3 不同溫度對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

由圖6可看出，當(dāng)發(fā)酵進(jìn)行到第6天，堆肥的溫度最高，而此時(shí)有機(jī)質(zhì)含量已成下降趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)酵進(jìn)行到第9天，堆肥的溫度回落，有機(jī)質(zhì)下降趨勢(shì)已不明顯，因此，要提高堆肥發(fā)酵的效率，可以適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)堆肥溫度最高區(qū)間，保證微生物在此區(qū)間的活動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，分解效率更高。

2.4 不同pH對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

圖3 不同溫度對(duì)混合糞便發(fā)酵的影響

由圖3可知，整個(gè)發(fā)酵階段，發(fā)酵產(chǎn)物都呈堿性狀態(tài)，而微生物的降解活動(dòng)，需要中性的環(huán)境，效果最佳，因此由圖可知，當(dāng)發(fā)酵進(jìn)行到第9 d，pH值最低，而有機(jī)質(zhì)含量也開始呈現(xiàn)緩慢下降狀態(tài)。