劉 剛，寇利卿

(1.中勘冶金勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，河北 保定 071000;2.河北省保定水文水資源勘測(cè)局，河北 保定 071051)

近年來(lái)隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，隨之而來(lái)的污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。尤其是畜禽養(yǎng)殖糞便隨意堆放、丟棄，這些糞便進(jìn)入河流或滲入淺層地下水后，會(huì)污染水體，影響水體的合理開發(fā)利用。其屬于面源污染，污染涉及范圍大，分布區(qū)域廣，污染源極度分散。因此使用先進(jìn)的技術(shù)達(dá)到畜禽糞便無(wú)害化、資源化、商品化的目的，從源頭上控制畜禽養(yǎng)殖業(yè)面源污染，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的清潔生產(chǎn)刻不容緩[1，2]。

1 畜禽養(yǎng)殖業(yè)存在問(wèn)題的分析

1.1 種養(yǎng)分離多，治污難度大

種養(yǎng)結(jié)合是我國(guó)傳統(tǒng)畜牧業(yè)生產(chǎn)模式。隨著農(nóng)村土地高度分散經(jīng)營(yíng)，以及逐漸興起的規(guī)?；B(yǎng)殖，使我國(guó)規(guī)?；B(yǎng)殖的獨(dú)特的種養(yǎng)分離模式已經(jīng)形成，這使畜禽養(yǎng)殖污染治理的難度大幅增加。當(dāng)前，許多大中型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)由于處理能力得缺乏，任意堆放或是丟棄養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便，一旦地表水或淺層地下水被這些糞便產(chǎn)生的污水污染后，水中的氧氣會(huì)被大量消耗，水中的微生物將無(wú)法再破壞了的環(huán)境中生存，由此將會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生嚴(yán)重的有機(jī)污染，造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化[3]。另一方面，今年來(lái)在飼養(yǎng)過(guò)程中使用的飼料添加劑越來(lái)越多，這使得畜禽糞便中含有很多對(duì)環(huán)境造成污染的微量元素。

1.2 綜合利用差，資源成污染

從某個(gè)角度來(lái)看，畜禽糞便等屬于有機(jī)廢棄物，如果能將其進(jìn)行合理的無(wú)害化處理，它們將變成寶貴的資源。畜禽糞便可以產(chǎn)生沼氣作為照明、燃料，產(chǎn)沼后的剩余廢物是很好的有機(jī)肥料，可用于水產(chǎn)養(yǎng)殖或種植業(yè)，這樣可以形成生態(tài)循環(huán)的良性發(fā)展。而當(dāng)前的綜合利用率并不樂(lè)觀，種植業(yè)大多并不會(huì)用到農(nóng)家肥，而是直接使用化肥，這使得畜禽糞便不僅沒(méi)有變成寶貴的資源，反而成了污染源。

1.3 環(huán)保意識(shí)缺乏，治污經(jīng)驗(yàn)不足

目前人們的環(huán)保意識(shí)還比較淡薄，傳統(tǒng)習(xí)慣的影響又根深蒂固，使得多數(shù)養(yǎng)殖戶將畜禽糞便直接清理后堆放到露天的環(huán)境中，使其在自然環(huán)境中粉化流失，污水可以隨意流入水溝河道，采取集中堆放的很少，更別沒(méi)有任何治污措施，這在很大程度上破壞了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境。如果養(yǎng)殖場(chǎng)地處飲用水源地的上流，產(chǎn)生的危害會(huì)更大，蠅蚊攜帶大量的致病菌，勢(shì)必會(huì)對(duì)人類和動(dòng)物產(chǎn)生不利的影響。遇到陰雨天，外溢的糞水進(jìn)入河流，河水會(huì)受到污染，而污水下滲也將會(huì)對(duì)地下水質(zhì)造成污染;糞便污水中含有有毒有害元素及農(nóng)藥、抗生素等，這些物質(zhì)通過(guò)對(duì)水體、土壤的污染，最終通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體產(chǎn)生危害[4]。

我國(guó)目前畜牧生產(chǎn)方式正在轉(zhuǎn)型，很多養(yǎng)殖業(yè)主只是看到了規(guī)模養(yǎng)殖所帶來(lái)得經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率，卻忽視了對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的嚴(yán)重污染;更加沒(méi)有想到畜禽養(yǎng)殖所產(chǎn)生的污染首先影響到了他人的利益和生活，同時(shí)也會(huì)影響到自己的生活質(zhì)量。與此同時(shí)，在畜禽養(yǎng)殖方面沒(méi)有足夠的治污經(jīng)驗(yàn)，缺乏合理的政策引導(dǎo)、支持以及有效的治理措施等。

2 堆肥化處理技術(shù)的研究[5，6]

2.1 材料與方法

2.1.1 高效發(fā)酵菌劑的篩選

高效菌株的篩選主要來(lái)自自然堆肥和常年使用堆肥的土壤。堆肥樣品主要從自然堆肥0～20 cm和20～50 cm處采集;土壤樣品從蔬菜大棚和果園采集。樣品裝入無(wú)菌袋中，供菌株分離試驗(yàn)。

采用馬丁氏、PDA、MRS和營(yíng)養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基，篩選絲狀真菌、酵母菌、芽孢桿菌和乳酸菌等菌株。以發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間、除臭效果、發(fā)酵溫度、腐熟周期等為指標(biāo)，進(jìn)行高效發(fā)酵菌株和配伍菌株的篩選。

2.1.2 畜禽固體廢棄物發(fā)酵條件優(yōu)化

采用好氧發(fā)酵工藝，重點(diǎn)進(jìn)行原料C/N、含水率的篩選和優(yōu)化。本研究以鮮豬糞、牛糞為主要原料，適當(dāng)添加作物秸桿粉等輔料，調(diào)節(jié)發(fā)酵物料合適的C/N。另對(duì)發(fā)酵翻倒管理的時(shí)間間隔進(jìn)行選擇，確定最佳發(fā)酵條件，以減少養(yǎng)分損失，提高肥效。

2.2 研究結(jié)果

2.2.1 高效發(fā)酵菌劑研制

1)優(yōu)良發(fā)酵菌株的篩選

經(jīng)過(guò)分離篩選，從豬糞、雞糞、牛糞的堆腐物及周圍土壤和現(xiàn)有菌種庫(kù)中篩選到4株優(yōu)良菌株，B2、C5、D6和 D9。將單一菌株制成發(fā)酵劑，進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)。發(fā)酵基質(zhì)以豬糞為主，加入適量的秸桿，環(huán)境溫度25℃ ～28℃，發(fā)酵料含水量60%，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，B2、C5具有啟動(dòng)快(比 D6、D9菌劑快6小時(shí))、發(fā)酵周期短(1～3 d)、除臭效果好等優(yōu)點(diǎn)。因此將 B2、C5作為優(yōu)勢(shì)菌株。

2)菌種組合研究

菌種組合:

處理1:菌種組合B2:C5=1:1

處理2:菌種組合B2:C5=1:2

發(fā)酵料含水量控制在60%。檢測(cè)指標(biāo):發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間、料溫、保持高溫時(shí)間、物料菌絲量等。結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 四種發(fā)酵劑發(fā)酵性能對(duì)比結(jié)果

表2 不同菌種組合對(duì)堆肥發(fā)酵指標(biāo)的影響

結(jié)果表明，處理2啟動(dòng)快并且保持較高溫度時(shí)間長(zhǎng)，菌絲數(shù)量也多，因此，確定處理2為最佳組合。

2.2.2 發(fā)酵工藝研究

好氣固體發(fā)酵工藝，具有發(fā)酵周期短、操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境和生產(chǎn)條件無(wú)特殊要求等特點(diǎn)，因此本研究采用好氣發(fā)酵工藝。最優(yōu)工藝主要涉及物料 C/N、水分含量、通氣量和發(fā)酵溫度的調(diào)節(jié)。通氣量和溫度的調(diào)節(jié)通過(guò)控制物料翻倒頻率實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)指標(biāo)以物料發(fā)酵溫度、促生長(zhǎng)能力(種子發(fā)芽指數(shù)為代表)為主。種子發(fā)芽試驗(yàn)材料為高抗85白菜種子。

1)物料C/N的篩選

以粉碎的玉米秸為調(diào)理劑，進(jìn)行了不同C/N對(duì)堆肥發(fā)酵溫度的影響。結(jié)果(見(jiàn)圖1)表明，C/N30處理的前期升溫較快，在第3天時(shí)就達(dá)到了50℃，第4天達(dá)到了60℃，5天時(shí)達(dá)到最高溫64℃，但其60℃以上的高溫僅維持了11天;C/N為25的處理在第5天到了60℃，6天時(shí)達(dá)到最高溫65℃，并在60℃以上的高溫維持了17天，均優(yōu)于其它2個(gè)處理。

圖1 不同C/N對(duì)發(fā)酵堆溫度的影響

種子發(fā)芽指數(shù)GI值是堆肥腐熟效果的重要指標(biāo)。不同C/N處理堆肥的種子發(fā)芽指數(shù)的變化情況如圖2所示。從圖中可以看出，C/N過(guò)高或過(guò)低均不利于種子發(fā)芽。在堆肥堆制24天后，C/N25處理的 GI值達(dá)到了82%，而 C/N比為30、18的GI值分別為64%和55%，遠(yuǎn)低于C/N為25的GI值。

圖2 不同C/N對(duì)堆肥GI值的影響

2)物料初始含水量對(duì)堆肥發(fā)酵的影響

分別進(jìn)行了當(dāng)物料含水量為40%、50%、60%和70%時(shí)，堆溫的變化。結(jié)果(見(jiàn)圖3)表明，當(dāng)初始水分含量為60%和50%時(shí)堆溫升溫速度比70%和40%要快，并且60%含水量在60℃以上堆溫維持的時(shí)間最長(zhǎng)，且最高溫度達(dá)到66℃，這對(duì)有效殺滅蟲卵有利。因此，確定最佳的初始含水量為60%。

圖3 初始水分含量對(duì)堆肥發(fā)酵溫度的影響

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本次試驗(yàn)通過(guò)對(duì)高效發(fā)酵菌劑的研制和發(fā)酵工藝的研究確定了最適堆肥發(fā)酵工藝參數(shù)為:組合菌劑用量0.3%，物料 C/N比25，初始水分含量60%，腐熟周期為20 d左右。

畜禽糞便堆肥化處理是實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢棄物資源循環(huán)利用的最有效手段之一，可有效改善養(yǎng)殖環(huán)境，改善當(dāng)?shù)鼐用裆瞽h(huán)境，減少畜禽糞便對(duì)河流湖泊、地下水等水體的污染;轉(zhuǎn)化的有機(jī)肥還田使用，可減少化肥、農(nóng)藥的施用量，改善土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)，逐步探索建立畜禽養(yǎng)殖、有機(jī)肥生產(chǎn)、有機(jī)食品種植為一體的農(nóng)業(yè)循環(huán)型經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，為我國(guó)無(wú)公害食品和綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展開拓新的道路。

[1]賈蕊，陸遷，何學(xué)松.我國(guó)農(nóng)業(yè)污染現(xiàn)狀、原因及對(duì)策研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào).2006，8(1):59-63.

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