李尚民，范建華，蔣一秀，竇新紅，曲 亮，王克華

(江蘇省家禽科學(xué)研究所，江蘇揚(yáng)州 225125)

我國畜牧業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快，綜合生產(chǎn)能力不斷提高，2016年肉蛋奶產(chǎn)量分別達(dá)到8 537萬、3 095萬和3 602萬t[1]，有效保障了居民的飲食消費(fèi)。但在畜牧業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，畜禽養(yǎng)殖污染問題越來越突出。據(jù)測算，目前我國每年產(chǎn)生畜禽糞污約38億t，其中家禽養(yǎng)殖糞污約6.2億t，約占總量的16.3%[2]。由于雞糞含水量相對(duì)較低，有機(jī)肥廠或養(yǎng)殖場主要采用高溫堆肥發(fā)酵的方法生產(chǎn)有機(jī)肥[3]。

目前，我國有機(jī)肥廠普遍規(guī)模較小，特別是養(yǎng)殖場建設(shè)的堆肥廠普遍存在堆肥理論知識(shí)匱乏、生產(chǎn)工藝落后等問題[4-5]，導(dǎo)致市場上有機(jī)肥質(zhì)量參差不齊。C/N值是高效堆肥的關(guān)鍵因素之一[6]，一般通過添加輔料來調(diào)節(jié)堆肥物料的C/N值，而且輔料的大小、形態(tài)對(duì)堆肥效果也有顯著影響，因此選擇適宜的輔料對(duì)于提高雞糞堆肥效率、提升有機(jī)肥肥效具有重要意義。劉俊等[7]、李忠徽等[8]、陳麗園等[9]通過在牛糞、雞糞中添加不同輔料，研究其對(duì)堆肥發(fā)酵指標(biāo)的影響。筆者通過在蛋雞糞中添加不同輔料進(jìn)行堆肥試驗(yàn)，觀察堆肥的參數(shù)變化和腐熟指標(biāo)，以期為江蘇地區(qū)蛋雞糞高溫堆肥處理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料蛋雞糞來自于某蛋雞場，麥秸、稻殼、粗糖均采購自市場，其理化性質(zhì)見表1。試驗(yàn)于2017年6月15日至7月30日在揚(yáng)州滿春園生物科技有限公司試驗(yàn)基地進(jìn)行。

表1各種堆肥物料理化性質(zhì)

Table1Physicalandchemicalpropertiesofvariouscompostmaterials

物料Material含水率Moisture content∥%有機(jī)質(zhì)Organic matter∥g/kg全氮Total nitrogeng/kg雞糞Chicken manure70.00512.924.9麥秸Wheat straw15.00851.78.5稻殼Rice husk6.25694.86.4粗糠Coarse bran11.37555.84.4

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)按照物料濕重，設(shè)置堆體A(雞糞+稻殼，比例12∶1)、堆體B(雞糞+麥秸，比例14∶1)和堆體C(雞糞+粗糠，比例12∶1)3個(gè)處理，調(diào)節(jié)含水率為60%左右，C/N值為25左右，建成長×寬×高=3.0 m×2.0 m×1.5 m的堆體，進(jìn)行人工翻堆。第一周每3 d翻堆1次，之后每周翻堆1次，堆肥周期為36 d。

1.3樣品采集在堆肥過程中，采用剖面多高度等量取樣法，即將堆體分成多段，在每個(gè)高度(上層5～10 cm；中層50～60 cm；下層100～120 cm)采集樣品，混合后采用4分法分取樣品0.5 kg左右[10]。每隔3 d進(jìn)行樣品采集，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)測定溫度、水分含量、pH和電導(dǎo)率(EC)，其中第1、6、12、18、24、30、36天測定有機(jī)質(zhì)、總氮、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量，第36天測定種子發(fā)芽指數(shù)(GI)。

1.4測定項(xiàng)目與方法

1.4.1堆體溫度。每天 16：00 將水銀溫度計(jì)垂直插入堆體中同一高度(75 cm)，隨機(jī)測定5個(gè)點(diǎn)，然后計(jì)算平均值作為堆體溫度。

1.4.2水分。取干凈鋁盒干燥至恒重，稱取10 g左右鮮樣放入鋪平，在105 ℃烘箱中烘干24 h，取出干燥至恒重，計(jì)算水分含量。每個(gè)樣品設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.4.3pH和電導(dǎo)率(EC)。將新鮮樣品和蒸餾水按1∶10比例混合，置振蕩器上連續(xù)振蕩30 min，取下靜置30 min后取上清液，分別采用梅特勒托利多pH計(jì)和雷磁電導(dǎo)率儀測定[11]。每個(gè)樣品設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.4.4有機(jī)質(zhì)。采用灼燒法，將風(fēng)干樣品放90 ℃烘箱中烘2 h，冷卻后稱取0.5 g放入坩堝中，在電爐上炭化30 min，移入馬弗爐中550 ℃灼燒60 min，取出，干燥器中冷卻30 min，稱重并計(jì)算結(jié)果。每個(gè)樣品設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.4.5總氮。將新鮮樣品于55 ℃烘干，用粉碎機(jī)粉碎，然后采用凱氏定氮法測定。每個(gè)樣品設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.4.6種子發(fā)芽指數(shù)(GI)。將新鮮樣品與蒸餾水按1∶10比例混合，室溫放振蕩器上振蕩2 h，取上清液過濾備用，在無菌培養(yǎng)皿中放置濾紙，取10粒雪里紅種子整齊放在濾紙上，取5 mL 濾液加入培養(yǎng)皿中，同時(shí)以蒸餾水作為對(duì)照。培養(yǎng)皿放置25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)48 h后，測定種子發(fā)芽率和根長。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

種子發(fā)芽指數(shù)(GI)=(樣品種子發(fā)芽率×樣品種子根長)/(對(duì)照種子發(fā)芽率×對(duì)照種子根長)×100%

2 結(jié)果與分析

2.1溫度的變化由圖1可知，3個(gè)堆體在堆肥前期均達(dá)到最高溫度，其中堆體A的最高溫度(71 ℃)最高，且高溫期持續(xù)時(shí)間(16 d)最長，堆體B次之，堆體C高溫期持續(xù)時(shí)間最短、最高溫度最低，3個(gè)堆體溫度指標(biāo)均符合畜禽糞便高溫滅菌要求。

圖1 堆肥過程中溫度變化Fig.1 Temperature change during composting

2.2水分的變化由圖2可知，含水率變化主要受溫度變化的影響，堆肥初始階段，3個(gè)堆體含水率不斷下降，但堆體C在堆體溫度迅速下降后，含水率變化趨緩，而A、B處理含水率，在高溫期結(jié)束后，含水率下降趨勢(shì)也減緩，但仍高于堆體C；堆肥第36天時(shí)，3個(gè)堆體的含水率分別為38.00%、39.12%和42.21%。分析認(rèn)為，堆體C中粗糠粒度較小，導(dǎo)致堆體通氣性相對(duì)較差，且堆肥高溫期較短，后期堆體溫度較低，因此水分散失略低于堆體A、B。

圖2 堆肥過程中水分含量變化Fig.2 Water content changes during composting

2.3pH和EC的變化由圖3可知，3個(gè)堆體pH總體呈先降低后升高的趨勢(shì)，前期降低，主要是由于有機(jī)酸分解所致；高溫期由于氨氣大量生成，導(dǎo)致堆體pH上升；堆肥中期，pH變化趨緩。堆肥過程中pH始終維持在7.0～8.0，保持微堿性，適宜微生物的生命活動(dòng)，有利于微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)的降解。

圖3 堆肥過程中pH變化Fig.3 Changes in pH during composting

由圖4可知，堆肥過程中，3個(gè)堆體的EC呈不斷上升趨勢(shì)，主要是由于有機(jī)質(zhì)不斷分解釋放大量游離態(tài)物質(zhì)所致，堆肥36 d時(shí)，3個(gè)堆體的EC分別為2.85、2.79和2.86 mS/cm，均低于植物生長的閾值，達(dá)到了腐熟標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖4 堆肥過程中EC變化Fig.4 Changes of EC during composting

2.4有機(jī)質(zhì)的變化由圖5可知，堆體A、B和C的有機(jī)質(zhì)分別降解22.70%、19.73%和18.58%。堆肥前期有機(jī)物降解速度較快，堆肥后期相對(duì)較慢，這是因?yàn)槎逊是捌谑巧郎剡^程，溫度適宜微生物生長而大量繁殖，分泌大量的胞外酶，大分子有機(jī)物被分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)被溶解為水溶性碳，進(jìn)入細(xì)胞被微生物利用，使有機(jī)物的降解速率較快。

圖5 堆肥過程中有機(jī)質(zhì)變化Fig.5 Changes of organic matter during composting

2.5總氮的變化由圖6可知，堆肥過程中，3個(gè)堆體的總氮總體呈上升趨勢(shì)，堆肥結(jié)束時(shí)，總氮損失量分別為3.04%、3.34%、7.12%，堆體A最小。

圖6 堆肥過程中總氮變化Fig.6 Changes of total nitrogen during composting

2.6GI的變化堆肥過程中，3個(gè)堆體顏色逐漸變深。堆肥結(jié)束時(shí)，堆肥顆粒松散，呈深褐色，帶有泥土氣味，從感官上看堆體已經(jīng)腐熟。種子發(fā)芽試驗(yàn)是評(píng)價(jià)堆肥腐熟度最有效的方法，一般認(rèn)為，當(dāng)GI>50%，堆體已經(jīng)腐熟，對(duì)植物基本無毒性。采用雪里紅種子測定堆體的種子發(fā)芽指數(shù)，堆體A、B和C的GI值分別為95.8%、86.3%、86.1%，表明均已腐熟。

3 結(jié)論

(1)以蛋雞糞為原料，以稻殼、麥秸和粗糠為輔料設(shè)計(jì)的A、B、C 3個(gè)堆體進(jìn)行高溫堆肥，堆體A的溫度、水分、有機(jī)質(zhì)、總氮、GI等指標(biāo)均優(yōu)于堆體B、C，因此在蛋雞糞堆肥時(shí)選擇稻殼作為輔料，堆肥效果更理想。

(2)在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于稻殼價(jià)格較高，可以考慮適當(dāng)選擇來源廣泛的麥秸作為輔料，堆肥效果也較理想，既能降低堆肥成本，又能解決麥秸資源化利用問題。