三種生物菌劑對雞糞好氧發酵的影響

劉菊蓮，孫 潔，王文林，胡馨月，李 強，胡登吉

（寧夏順寶現代農業股份有限公司，寧夏青銅峽 751600）

近年來，隨著我國畜禽規模化、集約化養殖的不斷發展，糞污排放量呈現出不斷增長的趨勢［1］，其中我國蛋雞年存欄量位居世界首位，糞污年產出量高達6 億噸［2］。積極開展糞污資源化利用是實現畜禽業可持續發展的必要趨勢，也是提高經濟效益的重要舉措［3］。對畜禽糞便實施堆肥處理，利用微生物的降解作用將有機物轉化成穩定的腐殖質，堆肥后返田為土壤提供大量腐殖質和有機態的營養物質，這是一條環境友好的可持續發展之路，既可利用廢棄物，又可涵養土地，促進生態修復和自然環境改善［4］。在處理畜禽糞便的過程中難免會出現發酵腐熟度低、周期長等問題，常可通過添加外源菌劑以提高發酵溫度和有益菌群在有機肥中的比例，殺死或控制病原微生物的生長，改善微生物群落結構，提高畜禽糞便的腐熟度，達到改善土壤理化性狀，提高土壤肥力，促進作物生長，防治土傳病害的目的［5］。

堆肥腐熟是一個由微生物主導的生理生化過程，通過微生物發酵使堆料礦質化、腐殖化和無害化而變成腐熟肥料。傳統的堆肥技術存在發酵周期長、養分損失嚴重、臭味較濃等問題［6-8］，不利于還田。而目前的解決措施和處理模式有罐式發酵、異位發酵床、原位發酵床、堆肥等，能將養殖糞污及時無害化處理成肥后安全還田種植農作物［9-11］，可有效降低糞污對環境的污染。其中，通過添加微生物菌劑進行好氧堆肥是實現廢棄物資源化利用的主要途徑之一［12］，且成本低、有機物降解速度快、無害化程度高［13-14］，在國內外已得到廣泛應用。本文針對規模化蛋雞養殖場所產生的糞污，利用自主研發的復合菌劑在雞糞好氧堆肥中進行應用試驗，以期篩選出效果最佳、工藝簡單、適合本廠生產的菌種，為畜禽糞污資源化利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為順寶公司自產雞糞、自研復合菌劑1號（主要成分為巨大芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟楊芽孢桿菌）、自研復合菌劑2號（主要為酵母、釀酒酵母）、對照菌劑（枯草芽孢桿菌），輔料為外購糠醛渣。

設置2 個處理和1 個對照（CK），處理1 為復合菌劑1號，處理2為復合菌劑2號，CK 為枯草芽孢桿菌，雞糞+輔料的用料皆為1 t。

1.2 試驗設備

靜態曝氣發酵箱（1 t），便攜式氨氣測定儀（KDN-103F），消化爐（HYP-308、HYP-314），電熱鼓風干燥箱（202-00），電子天平（AL104），自動定氮儀（KDN-103F），火焰光度計（FP6410），紫外可見分光光度計（UV-1100），便攜式pH計。

1.3 試驗方法

試驗于2020 年3—10 月進行。將鮮雞糞與輔料按2∶1的重量配比混合到一起，置于容量為1 t、曝氣量為60 L·min-1的靜態曝氣發酵箱內，分別添加復合菌劑1 號、復合菌劑2 號、枯草芽孢桿菌菌劑進行好氧發酵，每天定時曝氣，曝氣時間為6 h·d-1。發酵過程中每天用溫度計測定堆肥（50 cm）溫度，用便攜式氨氣測定儀測定發酵箱內氨氣濃度。種子發芽試驗作物為小白菜。發酵前后分別取樣測定氮、磷、鉀、有機質含量、pH值、蛔蟲卵死亡率，每隔15 d取樣測定1次種子發芽指數（GI）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對堆肥溫度的影響

由圖1 可見，試驗過程中不同處理的起溫速度為處理1＞處理2＞CK。處理1、處理2 的溫度在第4 天達到60 ℃以上，CK 在第10天達到60 ℃以上。從高溫（＞60 ℃）持續時間來看，處理1 為14 d，處理2 為11 d，CK 為9 d；從最高溫度來看，處理1 為73.9 ℃，處理2 為68.1 ℃，CK 為68.6 ℃。高溫期結束后溫度開始下降，最終趨于穩定，三組溫度下降幅度基本一致。由此可知，在靜態曝氣好氧發酵的條件下，起溫效果為復合菌劑1號＞復合菌劑2號＞枯草芽孢桿菌。

圖1 靜態曝氣發酵試驗雞糞堆肥溫度變化

2.2 不同處理對堆肥氨氣濃度的影響

由圖2 可見，靜態曝氣發酵試驗中三個處理的氨氣濃度波動都比較大，CK 的氨氣濃度最高，最高濃度達到930.0 mg·kg-1，處理2 的氨氣濃度次之，最高濃度達到786.9 mg·kg-1，處理1 的氨氣濃度最低，最高濃度達到214.1 mg·kg-1。由此可見，各菌劑的固氮效果為復合菌劑1號＞復合菌劑2號＞枯草芽孢桿菌。

圖2 靜態曝氣發酵試驗雞糞堆肥氨氣濃度變化

2.3 不同處理對小白菜種子發芽指數的影響

由表1 可見，三個處理的種子發芽指數都隨時間上升，且處理1＞處理2＞CK，45 d 后處理1 的種子發芽指數比CK 提高28.81%，比處理2 提高27.72%；CK的種子發芽指數不符合畜禽糞便堆肥國家標準（NY/T 3442—2019）的要求。表明在靜態曝氣好氧堆肥的條件下，復合菌劑1 號、2 號均能有效提高肥料腐熟度，且復合菌劑1號效果最佳。

表1 靜態曝氣發酵試驗種子發芽指數變化

2.4 不同處理對有機肥產品主要技術指標的影響

由表2 可見，發酵后水分含量為CK＞處理1＞處理2，表明復合菌劑1 號、2 號均能有效降低物料水分；總氮含量為處理1＞處理2＞CK，這主要是由于自研菌劑具有一定的固氮效果，且復合菌劑1 號固氮效果優于復合菌劑2 號，這與前述氨氣濃度變化規律相符；P2O5含量為處理2＞處理1＞CK，K2O 含量為處理1＞處理2＞CK，總養分處理1＞處理2＞CK，說明自研菌劑對養分積累具有一定的促進作用，且發酵后有機質含量、pH值、蛔蟲卵死亡率均符合有機肥料國家標準（NY 525—2012）的要求。

表2 發酵前后物料主要技術指標

3 小結

1）從不同發酵菌劑對溫度的影響看出，起溫速度和高溫持續時間均為處理1＞處理2＞CK，即復合菌劑1號＞復合菌劑2號＞枯草芽孢桿菌。

2）從不同發酵菌劑對氨氣濃度的影響看出，處理1＜處理2＜CK，初步分析固氮效果最好的為復合菌劑1 號，其次是復合菌劑2 號，常規對照菌劑固氮效果最差。

3）從不同發酵菌劑對小白菜種子發芽指數的影響看出，經過45 d 的靜態陳化發酵，其種子發芽指數為處理1＞處理2＞CK，即復合菌劑1號的對肥料的腐熟效果最佳，其次是復合菌劑2 號，常規對照菌劑效果最差。

4）從不同發酵菌劑對有機肥產品主要技術指標的影響看出，經過45 d 的靜態陳化發酵，有機肥主要技術指標評價為處理1＞處理2＞CK，即復合菌劑1號的效果最佳。

綜上，通過不同發酵菌劑在雞糞有機肥上的發酵應用，復合菌劑1 號的處理效果最佳，能作為雞糞無害化處理的發酵菌劑，對于生產雞糞優質有機肥可以起到很好的作用。但自研復合菌劑能否用于牛糞、豬糞等糞料的發酵處理，還有待于進一步研究。