畜禽糞污在好氧堆肥發酵中的問題及對策

黑立新，周水功，唐傳鵬

（膠州市農業農村局 山東青島 266300）

近年來，我國畜禽養殖業發展迅速，規模化養殖場也越來越多，給飼養者帶來經濟效益的同時也帶來了較為嚴重的環境污染問題。在畜禽養殖生產過程中會產生大量的糞便、生料殘渣等廢棄物，若不進行及時有效的處理，隨意堆放在養殖場周邊，則會對周邊的生態環境造成嚴重的污染問題，這些污物經過長時間的堆積發酵會產生大量有毒有害的氣體，漂浮到空氣中對當地的居民和動物的生命健康造成威脅，并且還會引來大量的蚊蟲、蒼蠅等增大致病原的傳播幾率。另外，畜禽的糞便當中含有較多的未被完全消化吸收的蛋白質、氨基酸以及維生素等營養物質，經堆肥處理過后可以作為有機肥料施用于農業生產當中，不僅能夠改良土壤，還有利于農作物的產量和質量。畜禽糞污的好氧堆肥發酵是有效解決我國當前畜禽糞污污染以及農業生產資源再利用的問題，為我國農牧產業的全面可持續化發展提供技術支撐。

1 畜禽糞污好氧堆肥發酵的原理

畜禽糞污的好氧堆肥發酵是指在有氧條件下，將糞污原料當中的有機物經過自然界中的細菌、放線菌以及真菌等微生物作用后，發生一系列的降解與轉化，然后再經過高溫發酵處理后，使其中的有機物發生礦質化、腐殖化以及無害化后變成可以用于農業種植生產的一種腐熟肥料處理技術。好氧堆肥發酵通常又被稱為高溫堆肥發酵，一般情況下堆體的溫度可高達50～65℃，最高溫度可達80～90℃，通過高溫作用可以有效殺滅糞污中的病原微生物，徹底的將有機物降低，同時還能加快有機物降解的速度，極大的縮短了糞污腐熟的時間，具有無害化程度高及堆肥產品肥力高等優點，是當前糞污處理的最主要的發酵方式。畜禽糞污的好氧堆肥發酵技術主要可以分為升溫、高溫和腐熟等三個階段，每個階段的原理如下：升溫階段，通常也指好氧堆肥發酵的起始階段，一般將溫度控制在15～45℃，這一階段的作用主要是將堆肥原料中的易于腐爛的有機物質轉化為容易被土壤吸收利用的有機營養物質；高溫階段，一般將溫度控制在45℃以上，這一階段是好氧發酵的主要階段，由于一些高分子的不易降解的物質也會發生分解、轉化的變化，導致堆肥原料的質量和體積會發生減量變化；腐熟階段，經過高溫階段以后，整個堆體的溫度會逐漸降低，此時一些不易降解的木質素和腐殖質則會處于共存的狀態，使得堆體中的多種營養物質含量增加，但水分的含量會降低。

2 影響好氧堆肥發酵的因素

2.1 各原料成分在好氧堆肥發酵中的作用

水分：好氧堆肥發酵中的水分主要來自于糞污、輔料或者添加劑中，也可以另外單獨添加水分。在好氧堆肥發酵中水分主要幫助軟化原料，溶解原料當中的有機物，有助于其加快分解。其次，水分還是發酵過程中微生物進行新陳代謝以及生長繁殖的必需物質，可以起到調節營養物質和菌體均勻度的作用，對調節堆肥發酵的溫度有著至關重要的作用。

畜禽糞污：是畜禽養殖場中代謝的終產物，其中含有大量的碳水化合物和含氮化合物等具有腐敗性質的物質，在堆肥發酵過程中主要為各類微生物提供營養物質，確保其新陳代謝的正常進行。輔料：主要包括各類農作物的秸稈，以及谷殼、木屑、中藥渣或者花生殼等加工的副產品等，在堆肥發酵中主要起提供碳源，調節水分和碳、氮比的作用，同時還可以改善堆體的結構狀態，有利于堆肥發酵過程中氣體的流通性。

發酵菌種：細菌、放線菌、真菌等外源性菌種有較強的活性，并且繁殖能力和分解速度都非常快，堆肥發酵中加入外源性發酵菌種可以有效加強有機質的分解，提高堆肥化的速度，縮短堆肥發酵的時間。

2.2 環境因素的影響

溫度：堆肥發酵的溫度宜控制在50～65℃，堆肥發酵時高溫菌要比中溫菌對有機物的降解效率更高，但應控制好堆肥發酵的溫度，若溫度過高則會導致微生物死亡，若溫度過低，則會推遲堆肥腐熟的時間，同時堆肥發酵應該連續進行5d。

酸堿度：控制好堆肥過程中的酸堿度可以有效促進微生物的生長代謝活動，并且還可以增強微生物的固氮效果。通常情況下，堆肥時應將酸堿度調整為6.5～9.0 之間。

氧氣含量：在好氧堆肥過程中，氧氣的含量直接影響著微生物的活動強度，進而影響有機物的發酵速度，若氧氣含量低于8%時，則會出現厭氧發酵的情況，導致大量的臭氣產生，因此在堆肥發酵時的氧氣濃度應不低于10%。

3 堆肥腐熟的判定及影響

3.1 堆肥腐熟的判定方法

在具體操作中可以使用物理、化學和生物生長等幾類實驗方法對堆肥的腐熟程度進行判定。

物理方法：通過檢查堆體的氣味、秸稈的顏色和柔軟性，是否有淡黃色的浸出液，堆體是否縮小為原來的1/2～2/3，電導率是否小于1.5ds·ms。

化學方法：檢查堆體的pH 值應為8～9 的弱堿性，碳氮比例應為（25～35）：1，堆體腐殖化的系數應在30%左右。

生物生長試驗法：檢測堆肥產品對植物的生長作用，可知未腐熟的堆肥產品會抑制農作物的生長。利用種子發芽試驗判定，發現堆肥發酵30d 以上的產品不會再影響種子的發芽率。

3.2 未腐熟堆肥的影響

未腐熟的堆肥產品中會存在部分致病菌，在適宜的溫度和水分條件下會在土壤中大量的生長繁殖，給農作物帶來病蟲危害，影響農作物的正常生長。其次，未腐熟的堆肥產品還會再次發酵，爭奪消耗土壤中大量的氧氣，從而抑制農作物的生長，并且還會產生較多的熱量，造成植株“燒根、燒苗”或者死亡的現象。此外，未腐熟的堆肥花卉產生大量的甲烷和氨等有毒有害的氣體，對農作物產生酸害，并且影響種子的發芽。

4 好氧堆肥發酵中的常見問題及對策

4.1 腐熟溫度不達標

在實際的堆肥發酵過程當中，非常容易出現發酵溫度不上升或者上升非常慢，一直達不到腐熟要求的溫度。通常情況下，堆肥原料中的含水量會直接影響好氧堆肥的進程，原料中最佳的含水量應維持在55%～65%左右，氧氣的含量最好在10%左右，一旦水分含量超過65%，則會導致堆肥物料發生緊縮，影響堆體空氣的流通，導致發酵出現厭氧狀態，減緩有氧發酵的速度，甚至造成發酵停止，進而導致發酵溫度無法上升或者上升的非常慢；反之，若原料中的水分含量低于40%，將無法滿足各種微生物的生長代謝所需，導致微生物攝取營養物質的能力下降，進一步影響運動和代謝過程，導致原料中有機物的分解和能量釋放的速度減慢，影響堆肥發酵的溫度上升過程。

處理對策：對于堆肥發酵的溫度難以上升的問題，工作人員可以在確定好堆體水分含量的情況下，適當的添加輔料或者水量補充堆體水分，對于水分較高的可以重新翻拋堆體，或者增加適量的秸稈等將水分含量調節到50%～60%之間。

4.2 氨臭味變濃

在堆肥過程若水分過量或者原料顆粒太細（正常直徑一般在0.4～5cm 左右）則會導致堆體太過充實，不利于堆體內的空氣流通，造成堆體內氧氣供應量不足，出現厭氧發酵狀態，同時形成大量的硫化氫、氨和硫醇等大量的中間產物，發出濃烈的惡臭氣味，并且由于大量硫化物的存在還會導致堆肥料出現腐敗發黑的現象。

處理對策：工作人員可以提前確定好堆體的水分含量，適當添加顆粒直徑較大的輔料，以降低堆體的水分含量，同時還可以加大充氣泵的壓力或者充氣次數等，以加大堆體空氣流通的速度，不僅能夠蒸發掉過量的水分，還能夠為堆體內有機物的發酵分解提供充足的氧氣，以減少堆體中腐敗物的含量，抑制惡臭味。

4.3 溫度升高后下降太快

堆體中的碳氮比會直接影響到微生物的生長代謝情況，若堆肥原料中的碳源過多，氮源的含量較少，碳氮比例過高，則會導致微生物代謝合成過程中合成原料的物質減少，致使微生物的生長繁殖受到抑制，從而使堆體中的有機物分解速度下降，嚴重的甚至會停止發酵，導致堆肥發酵的溫度快速下降，不利于發酵過程的繼續。

處理對策：工作人員可以采取抽樣檢測的方式檢測堆肥原料中的碳氮比例，根據比例情況適當的添加畜禽糞污或者其他的含碳或含氮的有機化合物等，可有效的恢復堆肥發酵的狀態。

5 結語

綜上所述，通過好氧堆肥發酵可以有效解決養殖場的糞污和多余秸稈的處理問題，還可以實現資源再循環利用，制作有機肥料用于農業種植生產當中，有助于提高農作物的產量和品質。在堆肥發酵的操作過程中應格外注意有氧發酵所需的條件，控制好溫度、水分、酸堿度以及碳氮源的比例等，減少發酵不完全等問題，有效提高資源化利用率。