異位發酵床處理籠養蛋鴨糞污效果初探

張磊，鐘志勇，夏宗群，丁君輝，張國生，管業坤

（江西省畜牧技術推廣站，江西南昌330046）

蛋鴨養殖是江西省傳統畜牧產業，為全國乃至東南亞國家鮮鴨蛋及鴨蛋制品的市場供應提供了保障。鴨由于生理排泄特點，糞污的含水量較高，粘度大，特別是集約化鴨場，集糞池中糞污如不及時處理，會迅速腐敗發酵，加大鴨糞處理難度。

近年來，國內興起的發酵床養鴨技術一定程度上實現了“糞污零排放”、“資源化利用”，但多是原位發酵床技術集中在肉鴨養殖中的推廣和研究[1]，即在肉鴨圈舍內鋪一層含有特殊菌種的墊料將肉鴨糞污進行原位降解的模式。另外一些學者探索試驗了異位發酵床模式處理畜禽糞污方式，與傳統的發酵床養殖相比較，異位發酵床養殖消除了疾病傳播風險，同時也解決了高溫對畜禽生產造成的應激。

目前，有關異位發酵床處理蛋鴨糞污的研究鮮有報道。翁明忠試驗表明[2]，異位發酵床技術在奶牛場糞污處理中的應用是可行的，該技術有成本低、耗料少、效益高、操作簡單、發酵過程動態持續等優點，既解決了奶牛養殖過程中的環境污染問題，又實現了牛場糞污的資源高效循環利用。馮曉巍研究表明[3]，異位發酵床養豬能大大降低工人的勞動強度和節省用水，可在干清糞基礎上節約用水80%～90%。本研究借鑒異位發酵床在其它畜種的應用研究經驗，將異位發酵床技術應用于處理蛋鴨糞污，探討異位發酵床對籠養蛋鴨糞污發酵效果的影響，為家禽糞污資源化利用提供基礎性依據。

1 材料與方法

1.1 異位發酵床設計

本試驗設置單棟異位發酵床長寬高分別為60m、4m、1.8m，發酵床地面水泥硬化并做防滲處理，墻體為土建24墻體。發酵床上空設置鋼架棚，呈人字形，地面距離大棚兩側外沿最低點為5m，最高點7m，棚頂采用透光瓦，鋼架棚的兩側外沿距離發酵床床體60cm。防止雨水進入發酵床面和墻壁便于清洗、消毒，堅固耐用。在發酵床縱向一側橫截面設置水泥導流槽，其底部從一側向糞污暫存池側傾斜。導流槽寬度為30 cm，其底部從一側至另一側傾斜，傾斜角度為1%，導流槽側深度為10 cm。翻拋機為市購普通翻拋機，翻拋機架于發酵床兩側墻體上，發酵床兩側墻體上設置滑道，翻拋機可在發酵床上縱向前后移動,翻拋機的翻拋深度為1.5 m。

1.2 試驗時間地點

試驗在江西省南昌市某籠養蛋鴨養殖基地進行。該場存欄蛋鴨1.2萬羽，測量糞污產生量平均為5.85m3/d。試驗充分考慮到南方季候特點，試驗時間為2019年12月到2020年8月，歷時9個月，環境溫度變化范圍為3℃～35℃。

1.3 預發酵處理

根據當地物資實情，選擇谷殼和鋸末為發酵基料，混合比例為6：4，添加發酵菌劑（來自河南鶴壁某生物技術發展有限公司，呈粉末狀，含有能分解有機物料中的真菌、細菌、絲狀菌、酵母菌等多種菌株及相關酶類），按照混勻后物料的總重量的1‰投放，即1kg發酵劑發酵10m3發酵基料,混勻并靜止發酵24h。

1.4 試驗設計

試驗發酵床為東西走向，發酵基料與發酵菌劑混勻后，隔天噴灑糞污（經測鴨糞含水率為90.17%），每次噴灑糞污量約為10m3,噴灑糞污后靜止24h后，再進行翻拋。試驗期間每隔3d噴灑糞污一次、每隔3d翻拋基料1次，以增加基料含氧量。適時添補發酵基料，整個發酵期保持堆體1.5m～1.6m的高度。

1.5 指標檢測

整條發酵床分東西兩端及中間設置三個點，每個 點 每 天8:00、14:00、18:00分 別 在 表 層30cm、60cm、90cm深處測量溫度并記錄。試驗每隔30d左右在發酵床各位點3個深度取樣混合后送檢。每份樣品送檢測機構檢測含水率、有機質、pH、TN、TP、有效磷、總糞大腸桿菌、As、Hg、Pb、Cr、Cd、K、Zn等。

1.6 數據分析

數據經Excel2017進行統計和分析。

2 結果與分析

2.1 基料溫度的變化

圖1 基料發酵溫度變化

由圖1可知，試驗初始時間2019年12月～2020年2月，基料60cm深度平均發酵溫度最高，其次為90cm深度，30cm深度平均溫度最低；2020年2月～2020年8月基料平均溫度由高到低分別是30cm深度、60cm深度、90cm深度。整個試驗期基料30cm深度最高溫度為61.8℃、60cm深度最高溫度為52.6℃、90cm深度最高溫度為49.1℃。

2.2 基料含水率和pH的變化

試驗期通過對異位發酵床基料含水率及pH的測定，結果表明,試驗初期基料含水率和pH值最高，隨著蛋鴨糞污的添加及基料的發酵，基料含水率變化范圍在59.2%～67%，平均值為64.6%；pH變化范圍在7.14～8.1，平均值為7.70，見表1。

表1 異位發酵床含水率及pH的變化

2.3 基料有機質及主要養分含量的變化

試驗期有機質含量有所下降，TN含量變化不明顯，有機質在試驗初含量最高為0.85%，TN在試驗初期含量為12.7g/kg；TP、有效磷、K含量呈緩慢上升趨勢。TP最高含量為34.5g/kg，有效磷最高含量為6.33g/kg，K含量最高含量為41.4g/kg,見表2。

表2 基料有機質、總氮、總磷等含量的變化 g/kg

2.4 基料重金屬含量的變化

通過對相關重金屬含量的檢測，As、Cr、Cd、Pb、Zn的含量呈緩慢上升，最高值分為6.08 mg/kg、21.40 mg/kg、0.31 mg/kg、8.30 mg/kg、562 mg/kg。Hg的含量變化不明顯，其中Zn的富集含量呈倍數增加，明顯高于其他重金屬富集程度，見表3。

表3 基料重金屬含量的變化 mg/kg

3 討論

3.1 對基料發酵溫度的影響

利用異位發酵床好氧處理蛋鴨糞便是一個發酵產熱的過程。本試驗發酵床發酵溫度符合《糞便無害化衛生要求》（GB7959-2012）[4]，用異位發酵床處理蛋鴨糞污達到了好氧發酵效果。試驗初期，由于室外環境較低，發酵床60cm、90cm深度處溫度較30cm處較高，從2019年12月份直至試驗結束，發酵床溫度高低排序為30cm、60cm、90cm。分析隨著外部氣溫的逐漸增高及發酵床內部的微生物不斷好氧發酵，發酵床產生大量的熱量，發酵床溫度不斷升高。整個試驗期，基料定期用翻拋機進行翻拋，增加氧氣流動，但床體底層通氣相對于上層，氧氣含量仍較低，導致底層發酵偏慢溫度低于上層。故宜在床體底部增設好氧通氣裝置，增加床體底部氧氣含量，加快床體發酵進程。

3.2 對基料含水率和pH的影響

本試驗用鋸末和谷殼作為發酵基料，這種混合優勢在于提高鋸末的透氣性，鋸末碳氮比含量高，疏松多孔，保水性好，最耐發酵，可以延長墊料的使用年限。有研究表明發酵床含水量應處于50%～65%，才有利于微生物的好氧發酵[5]，本試驗期間基料含水率變化范圍在59.2%～67%，平均值為64.6%，適宜基料好氧發酵。pH是菌體微生物生長和代謝中重要環境因素。有研究表明在發酵床處理畜禽糞污的發酵體系中[6]，細菌適宜的pH生長環境為7～7.5，處于弱堿性環境適宜微生物好氧發酵。劉波試驗研究發現異位發酵床最佳pH值范圍為6.8～8.0[7]，本試驗中的pH值滿足異位發酵床好氧發酵的條件。

3.3 鴨糞污濕度對異位發酵床發酵溫度的影響

水分影響微生物的新陳代謝，關系著基料發酵速度和時間[8]。發酵初期，墊料中含有大量的易分解的可溶性有機物質，如單糖、脂肪和碳水化合物，嗜溫性微生物利用這些有機物料，同時釋放能量，溫度迅速升高[9～10]。本試驗中，鴨由于生理排泄特點，糞污的含水量較高，粘度大，特別是集約化鴨場，測得籠養蛋鴨糞污含水率平均值為90.17%。本試驗中測得基料最高溫為61.8℃，可能是由于試驗用鴨糞的含水率在90%左右，發酵過程中墊料的有機物質不斷分解產生熱量，被水分大量蒸發帶走，造成發酵溫度達到60℃以上維持時間較短。

3.4 對基料有機質及主要養分含量的影響

本試驗中，發酵床隨著時間的增加，基料中的有機質、TN含量變化不明顯，這可能與鴨糞污太稀及不斷增加基料有關。TP、K含量逐步增加與何芙蓉研究結果一致[11]。趙國華等對嘉興某發酵床肥育豬舍使用1年和2年不同深度發酵床墊料的組分變化和微生物群落變化進行了監測[12]，發現隨著發酵床使用時間的延長，TN、TP、K含量均顯著增加。晏婷研究表明異位發酵床在處理肉鴨糞污并提升堆料養分含量將其轉化為有機肥方便發揮重要作用[13]。通過本試驗結果初步分析，蛋鴨糞污通過異位發酵床處理后，可為后續有機肥生產提供基礎基料。

3.5 對基料重金屬含量的影響

隨著發酵床使用時間變長，As、Cr、Cd、Pb、Zn的含量逐步增加,含量在城市污水處理污泥標準限量內。Zn含量的富集程度呈倍數增長，在蛋鴨飼養過程中，一般飼料中會添加較多的含Zn等添加劑，增加動物采食量，促進動物生長，導致蛋鴨糞便中Zn的含量成倍增長，而墊料中微生物無法轉化或去除過多的Zn元素，因此大量富集于基料中。

試驗期間，發酵床異味輕、蚊蠅少，且尚未出現死床現象。

4 結論

異位發酵床處理籠養蛋鴨糞污，由于鴨糞污含水率高特點，異位發酵床高溫發酵期維持時間短，但整個發酵期發酵床的溫度、含水率和pH值都符合發酵床好氧發酵的適宜范圍；隨著發酵時間增加，發酵床中的As、Cr、Cd、Pb、Zn的含量富集程度增加；只要管理適當，異位發酵床可有效使用較長時間。綜上所述，用異位發酵床處理籠養蛋鴨糞污總體可行；發酵床有機質、重金屬含量的相關變化有待進一步試驗觀察；鴨糞污的高效資源化利用有待進一步探討。