文│問(wèn)鑫 王卉 余苗 高鳳仙（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院）

隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖已走向了集約化生產(chǎn)，極高地促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。與此同時(shí)也造成了嚴(yán)重的污染，主要來(lái)自畜禽糞便、污水以及病死的畜禽殘?bào)w。據(jù)統(tǒng)計(jì)，養(yǎng)殖場(chǎng)的畜禽死亡率在5%~10%，如果不及時(shí)對(duì)死畜禽進(jìn)行有效處理，會(huì)嚴(yán)重影響畜牧業(yè)的健康發(fā)展、公共衛(wèi)生以及食品安全，并造成空氣污染甚至疾病傳播。常規(guī)的死畜禽處理方法包括焚燒、深埋和煉油等。目前，除了出現(xiàn)大規(guī)模疫災(zāi)以外，一些家禽生產(chǎn)區(qū)域已經(jīng)禁止了掩埋處理這一措施。從生物學(xué)角度來(lái)講，焚燒是一種安全無(wú)害的處理方法，但是其處理效率較低，并且成本較高。由于上述方法受到嚴(yán)格的生物學(xué)和環(huán)境方面的限制，不能達(dá)到對(duì)死畜禽低成本、無(wú)害化處理的要求，掩埋和焚燒等方法的使用逐漸減少。近幾年研究者對(duì)采用堆肥方法處理死畜禽進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)堆肥法不但可以有效降低成本、控制環(huán)境污染，并且堆肥制品可作為土壤改良劑施于耕地，改善土地的肥力。

一、堆肥處理死畜禽原理及影響因素

1.原理。死畜禽堆肥過(guò)程如圖1所示，其原理

◎圖1 死畜禽堆肥流程圖

就是微生物在高溫下將死畜禽分解并為微生物的繁殖提供能量，同時(shí)利用堆肥產(chǎn)生的熱量殺滅微生物和病菌，由此達(dá)到對(duì)死畜禽無(wú)害化處理的目的。死畜禽的堆肥提供了一種安全、無(wú)害和低成本的方法，把死亡的畜禽轉(zhuǎn)化為一種無(wú)味的腐殖質(zhì)樣的物質(zhì)，可提高土壤肥力。

2.影響因素。堆肥過(guò)程是一種由多種微生物參與、對(duì)畜禽糞便和屠體中有機(jī)物進(jìn)行的復(fù)雜生化反應(yīng)過(guò)程。所有影響微生物活性的因素都將對(duì)堆肥化進(jìn)程和產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響。一是溫度。在堆肥過(guò)程中，溫度是影響堆肥效果和決定其能否達(dá)到無(wú)害化處理要求的重要指標(biāo)之一。堆肥是一個(gè)不斷產(chǎn)熱的過(guò)程，若不采取適當(dāng)?shù)拇胧?，溫度可達(dá)到80℃左右，此狀態(tài)下，有機(jī)質(zhì)會(huì)過(guò)度消耗，降低堆肥質(zhì)量；溫度超過(guò)60℃時(shí)，真菌活動(dòng)受抑制，放線菌和孢子細(xì)菌進(jìn)行降解；超過(guò)70℃時(shí)，微生物呈孢子狀態(tài)，活性急速降低，抑制微生物的活動(dòng)。堆肥處理死畜禽時(shí)，微生物生長(zhǎng)所需的溫度和有機(jī)物的分解溫度分別在45～60℃、43～66℃時(shí)最為適宜。常采用調(diào)整通風(fēng)量或采用翻堆的辦法控制堆體的溫度。二是水分。水分

是堆肥微生物生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，也是堆肥工藝的重要參數(shù)之一。堆肥的最適含水率一般為50%～60%。在此應(yīng)注意的是，堆料中適宜的水分含量主要與堆料本身的組成有關(guān)，死畜禽本身就有較高的含水量，所以堆肥處理過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)減少堆料的含水率。三是pH值。當(dāng)堆體pH小于4.5或大于10.5時(shí)，均會(huì)降低微生物的活性，使堆體溫度降低、堆肥分解速率減慢，甚至產(chǎn)生有害的中間產(chǎn)物。通?？刹捎梅鸦蛲L(fēng)等方法調(diào)節(jié)堆體的pH，使其達(dá)到正常范圍。四是碳氮比（C/N）。C/N決定著堆肥中的微生物的生長(zhǎng)趨勢(shì)，影響著有機(jī)物的分解速度。最適的微生物C/N比為25∶1，若C/N比值過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)影響有機(jī)物分解效率。同時(shí)，氮含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致氮以氨氣的形式揮發(fā)，污染環(huán)境。由于死畜禽本身就含有大量蛋白質(zhì)，含氮量較高，所以，在實(shí)際生產(chǎn)中堆肥的C/N應(yīng)在30∶1～35∶1之間。五是通氣量。堆肥中的含氧量直接關(guān)系著微生物的生長(zhǎng)活動(dòng)。在堆肥處理死畜禽的過(guò)程中，氧的含量維持在10%時(shí)，可以很好的維持死畜禽的分解過(guò)程。當(dāng)翻堆頻率或強(qiáng)制通風(fēng)量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致堆料中的水分大量流失，從而阻礙微生物的新陳代謝，降低微生物的活性。不同材料的堆肥對(duì)通風(fēng)量的要求不一樣，要根據(jù)不同的材料來(lái)確定不同的通風(fēng)量。

二、堆肥系統(tǒng)及在死畜禽處理上的應(yīng)用

目前堆肥化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，不同的堆肥方法越來(lái)越多，分類也比較復(fù)雜。本文按照有無(wú)反應(yīng)器裝置將其分為開(kāi)放式堆肥系統(tǒng)和反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)。

1.開(kāi)放式堆肥系統(tǒng)及在死畜禽處理上的應(yīng)用。開(kāi)放式系統(tǒng)主要包括條垛式堆肥和強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)。條垛式堆肥是將原料堆積成窄長(zhǎng)條垛，在好氧條件下分解。由于條垛式堆肥系統(tǒng)具有所需設(shè)備簡(jiǎn)易、成本較低、穩(wěn)定性好、堆肥產(chǎn)品腐熟度高等優(yōu)點(diǎn)，所以最先應(yīng)用于處理死禽的研究。條垛式也有較明顯的缺點(diǎn)如處理周期長(zhǎng)、占地面積大、易受天氣的影響、臭氣易散發(fā)、污染環(huán)境等。

強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)系統(tǒng)又稱作靜態(tài)曝氣堆，是由美國(guó)農(nóng)業(yè)部馬里蘭州Beltsville的農(nóng)業(yè)研究中心開(kāi)發(fā)的。其機(jī)制為：在堆肥混合物的底端安裝通氣管，通氣管由小木塊、碎稻草等透氣性能良好的物質(zhì)包裹起來(lái)，通氣管道與向堆體供氣或抽氣的鼓風(fēng)機(jī)相連，向堆體供氣。它相較于條垛式堆肥的優(yōu)勢(shì)在于：堆內(nèi)的氧氣由鼓風(fēng)機(jī)向堆體通風(fēng)來(lái)提供，堆肥過(guò)程中不用對(duì)堆體進(jìn)行翻堆，可以減少臭氣的散發(fā)。另外，在堆體表面鋪一層腐熟堆肥及吸附性強(qiáng)的物質(zhì)，可以有效控制氨氣等堆內(nèi)氣體的散發(fā)。

目前，條垛式堆肥系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟。近年來(lái)，研究者對(duì)堆肥技術(shù)在處理死畜禽的應(yīng)用上逐漸涉及大型動(dòng)物尸體，并逐漸豐富了對(duì)堆肥機(jī)理及病原微生物的活動(dòng)規(guī)律的研究，推動(dòng)了這一安全處理手段的實(shí)際應(yīng)用。大量試驗(yàn)表明，利用堆肥化處理死畜禽，不僅可以快速降解畜禽尸體，還可以有效的控制染疫畜禽體內(nèi)的病原微生物，防止疫病傳染，達(dá)到無(wú)害化處理的要求。

雖然條垛式堆肥系統(tǒng)可以達(dá)到死畜禽無(wú)害化處理、資源化利用的要求，但有研究表明死畜禽在堆肥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的溫室氣體，如何很好的控制溫室氣體的排放還有待研究。由于條垛式有占地面積大，處理周期長(zhǎng)，易受外界環(huán)境影響的缺陷。因此近年來(lái)的研究多采用箱式堆肥系統(tǒng)處理死畜禽。

2.反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)及在死畜禽處理上的應(yīng)用。反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)是將物料放置在部分或全部封閉的可控容器內(nèi)，該容器可以控制通風(fēng)和水分條件，使物料進(jìn)行生物降解和轉(zhuǎn)化。相比于開(kāi)放式堆肥系統(tǒng)，反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì)：占地面積小、可有效控制通風(fēng)、水分和溫度等因素、受外界環(huán)境影響較小。目前國(guó)內(nèi)試驗(yàn)多用靜止式（箱式）系統(tǒng)處理死畜禽，一般需要兩個(gè)階段的堆肥箱，第一階段結(jié)束后應(yīng)當(dāng)將堆肥與死畜禽殘留物充分混合，再進(jìn)入第二階段堆肥過(guò)程。有試驗(yàn)研究表明堆肥不但可有效的降解死雞，并能使其中的病原微生物滅活，避免病菌的傳播。另外，Murray等報(bào)道，在采用堆肥法處理轉(zhuǎn)基因豬的研究中發(fā)現(xiàn)，堆肥化也是處理轉(zhuǎn)基因動(dòng)物一種適當(dāng)?shù)姆椒ā５泊嬖谝恍﹩?wèn)題，如怎樣在提高死畜禽分解速率的基礎(chǔ)上，控制溫室氣體的排放；箱式堆肥系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)密閉的過(guò)程，在處理死畜禽過(guò)程中很難了解尸體降解的情況等。

三、展望

死畜禽的無(wú)害化處理一直是困擾畜牧業(yè)發(fā)展的難題?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，大多養(yǎng)殖場(chǎng)處理死畜禽的設(shè)施不足，無(wú)害化處理的能力有限，導(dǎo)致死畜禽尸體被隨意掩埋，焚燒甚至丟棄，再給食品安全和疫病防控帶來(lái)威脅的同時(shí)，對(duì)環(huán)境也產(chǎn)生了極大的污染。而堆肥相較于掩埋、焚燒等方法具有環(huán)境污染小，安全性高，資源再利用等優(yōu)勢(shì)，是一種很好的處理死畜禽的方法。

目前，我國(guó)堆肥技術(shù)在處理死畜禽上的研究并不多，應(yīng)用方面更是幾乎空白。而大量的資料表明，利用堆肥技術(shù)處理死畜禽或染疫畜禽均可以達(dá)到很好的效果，不但可以減少環(huán)境污染、控制病菌傳播，做到真正意義上的無(wú)害化、安全化，并且堆肥產(chǎn)品還可以作為農(nóng)作物的肥料，達(dá)到了資源化利用的要求。所以應(yīng)當(dāng)將這一技術(shù)推廣開(kāi)來(lái)，充分的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中去。