付曉政，史彬林，李倜宇，田麗新，趙啟龍，張鵬飛，張 靜

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 動物科學學院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

EM制劑對牛糞中氨氣釋放及微生物含量的影響

付曉政，史彬林，李倜宇，田麗新，趙啟龍，張鵬飛，張 靜

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 動物科學學院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

試驗旨在探討微生態(tài)制劑EM對牛糞中氨氣釋放及微生物含量的影響。試驗設(shè)0(對照組)、0.5%、1%和2%四個EM添加水平，將200 g 牛糞與不同比例EM制劑混勻后置于蓋有膠塞的三角瓶中恒溫培養(yǎng)5 d，測定培養(yǎng)過程牛糞中氨氣產(chǎn)生量及培養(yǎng)結(jié)束后培養(yǎng)體系中氨氮、全氮和常見微生物含量。結(jié)果表明，各處理組均未檢測到氨氣的產(chǎn)生；EM處理組氨氮含量明顯降低，且全氮含量明顯升高，其中2%EM處理組與對照組及0.5%EM處理組差異顯著(P<0.05)；此外，2%EM處理組大腸桿菌含量顯著低于對照組(P<0.05)，乳酸菌含量則顯著高于對照組和0.5%EM處理組(P<0.05)。試驗顯示，EM制劑能降低牛糞中氨氮濃度及氮損失，調(diào)節(jié)微生態(tài)環(huán)境，從而減少氨的釋放，改善畜舍空氣質(zhì)量。

EM；氨；微生物；牛糞

氨是畜禽舍產(chǎn)量最多、危害最大的有害氣體。畜舍內(nèi)氨的聚集嚴重影響動物的生產(chǎn)性能和飼養(yǎng)人員的健康。高濃度氨直刺激動物的機體組織，引起堿性化學灼傷，使組織細胞溶解、壞死，還可引起呼吸系統(tǒng)炎癥等。近年來的研究表明，微生態(tài)制劑對畜禽糞便中氨的產(chǎn)生及微生物有一定調(diào)節(jié)作用[1-5]。外源微生物的添加可調(diào)控糞便中氮素物質(zhì)分解為氨態(tài)氮(NH4+-N)后氨的揮發(fā)損失，提高糞便中氮存留并降低氨氣的產(chǎn)生，從而改善畜禽舍環(huán)境條件[6]。微生態(tài)制劑EM是一種由5科10屬80多種微生物復(fù)合而成的生物制劑，其主要功能菌群包括光合菌群、乳酸菌群、酵母菌和放線菌等。王軍等[7]報道，添加EM制劑能明顯降低雞糞中氨氣的產(chǎn)生。單婕等[8]發(fā)現(xiàn)在奶牛糞高溫堆肥過程中添加EM制劑可明顯降低氨氣和硫化氫的揮發(fā)，且隨著添加比例的升高其抑制作用增強。黃興國等[9]研究報道，日糧中添加微生態(tài)制劑能顯著降低豬糞中大腸桿菌數(shù)量，同時提高乳酸菌和雙歧桿菌含量。

目前有關(guān)微生態(tài)制劑對畜牧業(yè)的研究主要集中在雞、豬等單胃動物上，而對奶牛等反芻動物的研究相對較少。本試驗在前人研究的基礎(chǔ)上，探討微生態(tài)制劑EM對牛糞中氨氣釋放及微生物的影響，為EM在改善牛舍環(huán)境中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及裝置

試驗裝置采用500 mL 三角瓶，瓶口用橡膠塞密封，膠塞上設(shè)進氣管和排氣管。試驗時進氣管用鑷子夾緊每隔4 h 充氣一次，排氣管與盛有20 mL 稀硫酸(0.005 moL/L)的容量瓶連接收集氨氣。所有三角瓶均置于恒溫水浴搖床中，根據(jù)試驗需要調(diào)節(jié)水浴溫度。益生菌EM為復(fù)合微生態(tài)制劑，有效微生物含量不低于2×109CFU/mL 。糞樣取自奶牛剛排出的表層新鮮牛糞，于潔凈塑料桶中充分混勻。

1.2 試驗設(shè)計

將采集的新鮮牛糞200 g與不同比例EM菌劑混勻后用蒸餾水補充至體系共300 g (EM添加比例以總重計)，置于試驗裝置中，35 ℃恒溫培養(yǎng)5 d。試驗設(shè)4個處理，分別為0(對照組)、0.5%、1%和2%EM處理組，每個處理6個重復(fù)。

1.3 測定指標

于試驗第4天，取下與各裝置連接的硫酸吸收液，以靛酚藍比色法測定氨氣含量[10]。同時從各裝置中取糞樣用蒸餾水按1∶20(w/v)的比例充分混勻，過濾，取濾液以靛酚藍比色法測定氨氮含量[10]。于試驗第5天，從各裝置中取100 g 糞樣，立即烘干，以凱氏定氮法測定全氮含量[11]。同時取1 g 糞樣，以平板菌落計數(shù)法測定乳酸菌、大腸桿菌和總需氧菌含量[12]。

1.4 統(tǒng)計分析

采用SAS 9.0軟件的ANOVA過程進行單因子方差分析，采用Duncan氏法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 EM對牛糞中氨氣產(chǎn)生量及氨氮、全氮濃度的影響

由表1可知，各處理組均未檢測到氨氣的產(chǎn)生。三個EM處理組的氨氮濃度均低于對照組，其中2%EM處理組顯著低于對照組和0.5%EM處理組(P<0.05)。此外，各EM處理組的全氮含量均高于對照組，尤其2%EM處理組顯著高于對照組和0.5%EM處理組(P<0.05)。

表1 EM對牛糞中氨氣產(chǎn)生量及氨氮、全氮濃度的影響Table 1 Effects of EM on the ammonia production,concentration of ammonia nitrogen and total nitrogen in cattle's manure

注:同行數(shù)據(jù)肩標字母不同者表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: In the same row,values with different superscript letters differ significantly atP<0.05 level.The same below.

2.2 EM對牛糞中微生物含量的影響

三個EM處理組乳酸菌含量均高于對照組，其中2%EM處理組顯著高于對照組和0.5%EM處理組(P<0.05)。EM處理組大腸桿菌含量均低于對照組，尤其2%EM處理組顯著低于對照組(P<0.05)。各EM處理組總需氧菌均高于對照組，但差異不顯著(P>0.05)。

表2 EM對牛糞中微生物含量的影響Table 2 Effects of EM on microbial contentin cattle's manure (lg cfu/g)

3 討 論

畜舍內(nèi)的有害氣體主要有氨、硫化氫、一氧化碳和惡臭物質(zhì)等，其中以氨氣危害最大。氨氣是一種有強烈刺激性的無色氣體，易溶于水、乙醇和乙醚等，常溫下1體積水可溶解700體積的氨[13]。畜禽舍中的氨氣主要來源于腐敗微生物及脲酶對含氮有機物(糞尿、飼料殘渣和墊草等)的分解或催化作用[14]。糞便中氨氣的排放量主要受NH3和NH4+濃度的影響，在堆置過程中，糞中許多易降解的含氮物質(zhì)被快速地降解為NH4+-N后以氣態(tài)的形式揮發(fā)，這不僅是糞便中N的主要損失途徑，也是導(dǎo)致環(huán)境破壞的主要原因。有研究表明，大腸桿菌等有害菌群活動增強會促進有機質(zhì)向腐敗物質(zhì)轉(zhuǎn)化，增加氨的產(chǎn)生；而乳酸菌等有益菌群的增加則可抑制有害菌的增值，從而減少氨的產(chǎn)生量。

EM主要由光合菌群、乳酸菌群、酵母菌和放線菌等多種有益菌復(fù)合而成。在堆放過程中，牛糞中的有機氮在微生物作用下被礦化成NH4+-N等物質(zhì)時[6]，EM中大量的硝化菌可使NH4+-N轉(zhuǎn)化成NO3-N，部分NO3-N又在反硝化菌作用下轉(zhuǎn)為N2；或在光合細菌、真菌作用下固定為微生物氮，促使牛糞中含氮物質(zhì)向硝酸鹽氮和蛋白氮等形式轉(zhuǎn)化，減少含氮物質(zhì)分解為NH4+-N后的氣態(tài)揮發(fā)損失。此外，大量有益微生物的進入競爭性地排斥或抑制牛糞中的腐敗菌群，也減少了蛋白氮向氨或胺的轉(zhuǎn)化，從而起到保氮和除臭的效果。鈔海峰等[15]研究報道，用EM處理飼料可明顯降低雞舍內(nèi)NH3和CO2濃度。江波濤等[16]研究證明，用EM發(fā)酵墊料處理糞便，能有效降低禽舍內(nèi)NH3、H2S和CO2的濃度，減少有害氣體的產(chǎn)生。單婕等[8]研究發(fā)現(xiàn)在奶牛糞高溫堆肥過程中添加EM制劑可明顯降低NH3和H2S揮發(fā)，且其抑制作用與添加比例成正相關(guān)。此外，馬麗紅等[17]研究報道，在牛糞高溫堆肥過程中添加微生態(tài)制劑能降低氨態(tài)氮含量、提高有機氮和全氮比例，且硝化細菌數(shù)量明顯增多。王旭明等[18]研究發(fā)現(xiàn)，畜禽飼料經(jīng)EM發(fā)酵后，乳酸菌含量顯著增加，大腸桿菌與腐敗菌則被明顯抑制。

從本試驗結(jié)果來看，各處理組均未檢測到氨氣的產(chǎn)生，這可能是由于氨氣產(chǎn)量太少或產(chǎn)生的氨氣溶于培養(yǎng)體系的水分中所致。EM處理組的氨氮含量均低于對照組，而全氮含量均高于對照組，其中2%的添加組差異顯著。此外，添加EM制劑提高了試驗組乳酸菌數(shù)量、降低了大腸桿菌含量，尤其以2%的添加效果更加明顯，這與前人的試驗結(jié)果相符。以上結(jié)果提示，添加一定劑量的EM制劑可抑制糞便中氨的產(chǎn)生，改善糞便中的微生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié) 論

本試驗初步發(fā)現(xiàn)，在奶牛糞便中添加不同劑量的復(fù)合微生態(tài)制劑EM能顯著降低牛糞中氨氮濃度，提高乳酸菌并降低大腸桿菌含量，說明EM可減少牛糞中氨的產(chǎn)生，從而改善畜舍空氣環(huán)境條件，同時可改善牛糞中的微生態(tài)環(huán)境。

[1]劉炳義,邱海芳,王守江,等.EM技術(shù)在可持續(xù)生態(tài)畜牧業(yè)上的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].山東畜牧獸醫(yī),2010,31(8):82-84.

[2]Kuroda K,Hanajina D,Fukumoto Y,et al.Isolation of thermophilic ammonium - tolerant bacterium and its application to reduce ammonia emission during composting of animal wastes[J].Bioscience Biotechnology Biochemistry,2004,68(2):286-292.

[3]Melanie Le Bon,Helen E.Davies,Caitriona Glynn.Influence of probiotics on gut health in the weaned pig[J].Livestock Science,2010,133(9):179-181.

[4]李萬軍.微生態(tài)制劑對蛋雞產(chǎn)蛋后期生產(chǎn)性能及糞中氨氣產(chǎn)生量的影響[J].中國家禽,2011,33(7):59-60.

[5]邢承華,蔡妙珍,于洪波.EM有效微生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].微生物學雜志,2007,27(5):93-97.

[6]李順義,張紅娟,郭夏麗,等.畜禽糞便堆肥過程中氨揮發(fā)及調(diào)控措施[J].農(nóng)機化研究,2010(1):13-17.

[7]王 軍,汪植三.EM制劑對雞的生長性能與雞糞除臭效果的影響[J].家畜生態(tài)學報,2001,22(2):22-26.

[8]單 婕,邵孝侯.奶牛糞高溫堆肥保氮與除臭技術(shù)實驗研究[J].環(huán)境科學與技術(shù),2008,31(12):47-50.

[9]黃興國,楊承劍,王超,等.微生態(tài)制劑對豬生產(chǎn)性能及糞中微生物的影響[J].家畜生態(tài)學報,2009,30(2):67-71.

[10]Weatherburn M W.Phenol-hypochlorite reaction for determination of ammonia[J].Analytical Chemistry,1967,39(8):971-974.

[11]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB5009.5-2010食品中蛋白質(zhì)的測定(凱氏定氮法)[S].北京：中國標準出版社，2010.

[12]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB4789.2-94 食品衛(wèi)生微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定[S].北京：中國標準出版社，2010.

[13]顏培實,李如治.家畜環(huán)境衛(wèi)生學[M].4版.北京:高等教育出版社,2011.

[14]李新建,呂剛,任廣志.影響豬場氨氣排放的因素及控制措施[J].家畜生態(tài)學報,2012,33(1):86-93.

[15]鈔海峰,李明艷.飼料中添加EM制劑對雞舍空氣中NH3和CO2含量的影響[J].畜禽業(yè),2011(4):34-35.

[16]江波濤,李莉,郭春暉.EM制劑和BYM制劑對蛋雞生產(chǎn)及舍內(nèi)環(huán)境控制的研究[J].畜禽業(yè),2010(12):10-11.

[17]馬麗紅,黃懿梅,李學章,等.兩種添加劑對牛糞堆肥中氮轉(zhuǎn)化及相關(guān)微生物的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2010,28(1):76-82.

[18]王旭明,陳宗澤,倪永珍,等.EM發(fā)酵飼料中主要微生物類群的動態(tài)變化[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學學報,2002,33(5):363-366.

EffectsofProbioticsEMonAmmoniaProductionandMicroorganismsinCattle'sManure

FU Xiao-zheng,SHI Bin-lin,LI Ti-yu,TIAN Li-xin,ZHAO Qi-long,ZHANG Peng-fei,ZHANG Jing

(CollegeofAnimalScience，InnerMongoliaAgriculturalUniversity，HohhotInnerMongolia,010018，China)

In the experiment,four treatment groups were designed and supplemented with 0 (control group),2%,4% and 6% of EM,respectively.Two hundred grams of fresh feces were collected and mixed with a different dose of EM and placed in a flask covered with a rubber stopper and then incubated at a constant temperature for five days.During incubating,the amount of released ammonia was determined,and after incubating,other parameters such as ammonia nitrogen,total nitrogen and microorganism were analyzed.The results showed that ammonia gas was not detected out in every treatment group.The ammonia-N of 2% EM treatment group was significantly lower,and the total nitrogen content was significantly higher compared with the control group and 0.5% EM treatment group (P<0.05).In addition,the E.coli content of the 2% EM treatment group was significantly lower than the control group (P<0.05),while lactic acid content was significantly higher than the control group and 0.5% EM treatment group (P<0.05).These results suggested that EM can reduce ammonia nitrogen concentrations and nitrogen losses in cow dung,and adjust the micro ecological environment,so as to decrease the release of ammonia and improve air quality in dairy farm.

EM; ammonia; microorganism; cattle's manure

2013-07-16；

2013-09-04

農(nóng)牧交錯區(qū)生態(tài)型現(xiàn)代奶業(yè)生產(chǎn)模式研究與示范(2012BAD12B09-3)

付曉政(1988-)，男，山東昌邑人，在讀碩士，研究方向：動物環(huán)境與營養(yǎng)。E-mail: fuxiaozheng168@163.com

*[通訊作者]史彬林(1964-)，男，內(nèi)蒙古和林格爾人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：動物環(huán)境與營養(yǎng)。E-mail: shibinlin@aliyun.com

S811.6

A

1005-5228(2014)01-0071-03