不同原料微生物異味發酵床處理豬廢棄物效果試驗

劉昭良

（湖南省衡南縣泉湖鎮動物防疫站 421112）

畜牧業養殖中會產生大量畜禽糞便，這些糞便的有效利用率不到50%，對環境造成的影響主要是水體和大氣，已威脅到農業綠色生產。微生物發酵床技術在控制和降低畜禽糞便造成環境污染方面的研究較多，但由于原料成本高、發酵溫度難以控制等造成畜禽不能良好的生長，產生一些病原菌問題。本文采用異味發酵床技術，發酵床與畜禽養殖分離的模式對生豬養殖廢棄物進行處理，通過微生物技術分解畜禽糞便有機物，希望能控制糞便污染問題[1,2]。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

本次試驗在某地區的大型生豬養殖舍內進行，采用養殖區與異味發酵床同時建設的方法，異味發酵床根據處理的畜禽糞便量大小而規劃，單個發酵床規模為400cm×110cm×100cm。為了達到較好的效果，異味發酵床試驗中我們選擇了兩組試驗，每組處理生豬4 頭，觀察和養殖時間區間為 2019 年 4 月 12日～2019 年 6 月 12 日，試驗時間為 60d。

1.2 試驗材料

某規格發酵劑 （2 號），用量為每 4m3填料加入 600g 菌劑，菌劑主要菌種為芽孢桿菌，有益菌數量大于112 個/g。第一組試驗，采用小麥秸稈為發酵床的填料，總的用量為600kg；第二組試驗采用質量比為1：2 的玉米秸稈和稻殼為發酵床填料，用量同為600kg。選擇豬舍內50kg 左右的小白豬為研究對象，兩組試驗生豬健康度一樣，養殖區溫濕度環境控制良好。

1.3 試驗儀器

分析天平、PU 酸度計、恒溫鼓風干燥箱、控溫消煮爐、凱式定氮儀、MLR-350HT 生物培養箱、原子吸收光譜儀、Cary50 型原子吸收光譜儀、CX31 OLYMPUS 光學顯微鏡。所有的試驗儀器試驗前重新進行校驗，滿足了試驗對于儀器精度的要求。

1.4 試驗設計及樣品采集

1.4.1 試驗設計

第一組試驗：（1） 將小麥秸稈粉碎成 0.3～1cm 的小段，與菌劑充分混合攪勻，將混勻后的原料含水量控制在45%～50%內。（2） 將制作好的填料導入發酵床內進行發酵，預發酵時間控制為5d，第6 天開始試驗。

第二組試驗：（1） 原料處理和制作發酵床方法與第一組試驗一樣。（2） 兩組試驗用的飲用水和飼料相同，采用 《第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊》 計算每頭豬的糞便產生量和尿液量。（3） 為了保證填料含水率要求，定期對養殖區進行水沖洗，最少10d 沖洗一次，每次水量控制在15kg 左右，沖洗后的水通過排污口進入異味發酵床內，采用攪拌機對填料進行機械翻搗，同時將畜禽糞便送到發酵床的表層。

1.4.2 樣品的采集

為了體現對比效果，我們選定在試驗的第 0、3、6、9、12、18、25、34、47、60 天從發酵床不同層中采集式樣，分別為上層 （0～15cm）、中層 （15～25cm） 和下層 （25～45cm），每個層中采集樣品500g。將其放入無菌的自封袋中。從袋子中取110g 用于測定含水量、微生物數量和pH，剩下的樣品放置在陰涼處風干備用，后續進行營養物質、有機質和C/N 等測定。

1.5 樣品分析

1.5.1 溫度和pH

每天上午 10：00 左右測定填料層 15、25、50cm 深度處的溫度，3 處溫度平均值作為當天填料層的溫度；pH 酸堿度測定采用四分法進行，取樣5g，在250ml 三角瓶中加入一定量的無菌水，在一定轉速下震蕩30min，用pH 計測量pH。

1.5.2 填料含水量及微生物測定

采用四分法進行測量，將50g 填料放在105℃恒溫箱內恒溫24h，后冷卻到室溫，測定其含水量；采用稀釋涂布平板法計數填料中的微生物，細菌采用一定的營養液進行培養，時間為 3～4d，真菌采用培養基分離培養，時間為 5～6d。

2 結果與分析

2.1 發酵床填料溫度變化情況

通過觀測發現，隨著發酵時間的持續，填料層的溫度為先升高后降低，最高溫度不超過55℃。第一組試驗中小麥秸稈溫度在第6 天出現最高溫度58℃；第二組試驗中的填料在第47天出現最高溫度55℃。

2.2 發酵床填料pH 的變化

第一組試驗小麥秸稈填料層的pH 隨時間變化，從剛開始的6.6 快速升高，在第9 天升高到最大值9.5 后隨著發酵時間的深入，pH 呈現明顯下降趨勢，在發酵結束時維持在7.8 左右；第二組試驗中稻殼和玉米秸稈填料pH 從開始的7.3，經過47d 的發酵后升高到8.8，到56d 結束時升高到9.0，之后出現下降趨勢，發酵結束維持8.2 左右。

2.3 發酵床填料含水量變化

第一組試驗：小麥秸稈起始含水量為51%，在第9 天含水量達到68%，然后出現下降趨勢，在第46 天左右降低到發酵前的水平，然后再次升高和下降。第二組試驗：稻殼和玉米秸稈填料起始含水量為54%，然后下降后再升高，波動比較大，最大含水量在66%，最小含水量只有40%。

2.4 發酵床微生物數量變化

從兩組試驗的現象來看，細菌維持在 108～109數量級別，真菌維持在103～108數量級。第一組試驗中的小麥秸稈填料，細菌呈現突然升高的趨勢，在第19 天左右達到最高數量，為2.2×109cfu/g，自此以后出現波動，最終維持在 2.0×108cfu/g，第二組試驗細菌的波動比較小，整個發酵過程維持在1.1×108cfu/g。對于真菌來說，第一組試驗波動同樣大，最大值為2.3×107cfu/g，第二組試驗真菌數量隨時間快速升高，在第4 天達到最大值8.5×106cfu/g，之后出現下降。

3 討論

本次試驗研究了不同發酵床填料對微生物異味發酵床處理生豬養殖廢棄物效果的影響，得到如下結論：（1） 不同填料發酵床溫度變化趨勢不同，稻殼和玉米秸稈組溫度維持在25～55℃范圍內，符合發酵床溫度控制要求。（2） 小麥秸稈組的pH 變化較大，稻殼和玉米秸稈組PH 變化范圍小，維持在7.3～8.2 范圍內，接近微生物發酵的最佳 pH。（3） 小麥秸稈組含水量維持在51%～68%范圍內，稻殼和玉米秸稈組含水量變化幅度小。（4） 兩組試驗結束時，細菌和真菌維持范圍符合國家有機肥的標準。