原料參數對混合糞便發酵有機肥的研究

劉 霞

(四川化工職業技術學院，四川 瀘州 646000)

畜禽糞便自古便可用于土壤施肥，但是由此為土壤和作物帶來的危害也顯而易見，如造成農產品燒苗、農作物產量低、土壤板結等[1-2]，為了解決這一問題，也為了能充分利用養殖場的畜禽糞便，達到保護環境，節約能耗的作用，將多種畜禽糞便混合后綜合發酵再選擇性添加作物所需營養元素制成生物有機肥，不僅可解決單一畜禽糞便發酵肥效低的問題還可改善土壤板結問題，也可解決養殖場糞便難易處理問題[3-4]。近年來，多數學者多致力于單一畜禽糞便發酵制沼氣、發酵設備、發酵工藝等的研究[5-8]，而將畜禽糞便混合后進行綜合發酵的研究甚少，本文采用雞糞、鴨糞、牛糞三種畜禽糞便作為發酵原料，以有機質含量為判定指標[9]，采用單因素試驗，研究不同原料參數對生物有機肥中氮含量的影響，目的在于找到最適的原料參數來發酵制取生物有機肥，為大規模的畜禽糞便發酵制有機肥提供一定的數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗發酵原料：牛糞、鴨糞以及雞糞，三者以不同比例混合。

試驗輔助原料[10]：將玉米干、木屑、玉米粉、大豆餅粉麥秸、棉籽殼、雜草分別以不比例混于發酵原料中，并添加熱帶念珠菌、白地霉、枯草芽孢桿菌、乳酸菌、放線菌、酵母菌、硝化細菌等含量不同的菌種。

1.2 菌液的制備

細菌菌懸液的制備：挑取小塊試管保存的菌種(乳酸菌、枯草芽孢桿菌、硝化細菌、放線菌)，并接種于配置并殺菌好的LB培養基上，將接種好的培養基置于37℃條件下振蕩培養20 h后，將菌懸液在顯微鏡下調節使每mL菌液所含總菌量為200億CFU左右。

真菌菌懸液的制備：挑取小塊白地霉、熱帶念珠菌、酵母菌菌種的菌絲接種于配置好并殺菌的沙保羅瓊脂培養基中，將接種好的培養基于25℃條件下振蕩培養4 d。當測量每100菌液含有菌絲體1 g(干重)即可停止發酵。

1.3 測定指標

糞便發酵有機肥中有機質的方法：以牛糞、鴨糞、雞糞為原料，按5∶1∶1混合并攪拌均勻，脫干原料水分，而后將三種脫干后的混合原肥料進行堆肥處理，堆成高約0.5 m、寬1 m的長方形料堆，并用專業工具在肥堆頂部打孔通氣，堆好的肥料每隔2～3 d即可翻堆一次，最后用塑料布將堆好的肥料進行覆蓋,20 d后測定肥料中有機質的含量。

1.4 單因素試驗

1.4.1 不同含水率對混合糞便發酵的影響

發酵方法同1.3，混合糞便脫水至含水率分別30%，40%，50%，60%，70%，80%。調整原料的C/N，每組試驗均添加木屑控制每組相同的C/N比，添加白地霉作為發酵菌種，接種量均為1‰，發酵周期相同為20 d。對照組每隔4 d進行一次翻堆，總發酵天數為20 d。

1.4.2 不同輔助原料對混合糞便發酵的影響

具體發酵采用的方法同1.3，先將混合糞便脫水，控制其含水率均為60%，白地霉作為發酵菌種，接種量為1‰作為定值，調整原料C/N則分別添加木屑、麥秸、棉籽殼、玉米干、大豆餅粉、雜草、玉米粉作為試驗變量，同時設置對照組，每隔4 d進行一次翻堆，總發酵天數為20 d。

1.4.3 不同菌種對混合糞便發酵的影響

具體發酵方法見上1.3，將混合糞便進行脫水，并控制其水率為均60%，同時添加木屑，接種量為1‰，控制每組添加的微生物菌種為變量：即熱帶念珠菌、乳酸菌、白地霉、枯草芽孢桿菌、、酵母菌、硝化細菌、放線菌作為變量，同時設置對照組，每隔4 d進行一次翻堆，總發酵天數為20 d。

2 結果與分析

2.1 原料不同含水率對發酵的影響

圖1 不同含水率對混合糞便發酵的影響

如圖1，結果表明：含水率40%～80%混合糞便隨著發酵的進行，有機質含量均在下降。當含水率為30%，發酵產物的有機質含量最高，即表明微生物在此條件下活動力不強，未將有機質分解為可吸收的有機物。當含水量為50%，60%時，有機質含量最小，說明相對于其它含水率實驗組，該組微生物的活動力最強，分解得到的可吸收有機物最多。因此，可選50%～60%的含水率作為最佳含水率。

2.2 不同輔助原料對發酵的影響

不同輔助原料對混合糞便發酵的影響見圖2，結果表明，添加大豆餅粉、雜草輔助發酵得到的有機物含量最低，但其最開始的有機質含量也是最低，而添加麥桔和玉米桿的實驗組，有機質含量下降得最多，說明較其他組，麥桔和玉米桿里的碳水化合物充分的被微生物分解，轉化為可吸收的有機物，因此可選麥桔和玉米桿作為輔助發酵原料。

圖2 不同輔助原料對混合糞便發酵的影響

2.3 不同菌種對發酵的影響

由圖3可以看出，供試的幾種菌均能使發酵產物里的有機質含量降低，其中乳酸菌、枯草芽孢桿菌和硝化細菌使有機質含量下降得最多，因此選這三種菌作為發酵菌種。

圖3 不同菌種對混合糞便發酵的影響