孫宏，周斌，沈琦，吳逸飛，姚曉紅，王新，湯江武*

(1.浙江省農業(yè)科學院 植物保護與微生物研究所，浙江 杭州 310021； 2.浙江省畜牧技術推廣總站，浙江 杭州 310021)

隨著我國生豬養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，養(yǎng)殖所帶來的環(huán)境污染問題越來越受到重視。浙江省是目前全國唯一的畜牧業(yè)綠色發(fā)展示范省，畜禽污染防控已處于全國領先水平。截至2017年，全省保留的6 056家豬場全部建立糞污處理設施、納入環(huán)保平臺監(jiān)管，畜禽糞便綜合利用率達到95%以上。其中，非接觸式發(fā)酵床技術作為重要的糞污綜合利用手段，在衢州、麗水和溫州等地廣泛應用，有效推進了畜禽養(yǎng)殖污染的綜合防控和資源化利用。

1 應用現(xiàn)狀

1.1 技術概況

浙江省早在2006年便已引入接觸式(傳統(tǒng))發(fā)酵床技術，在控制和降低畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染方面取得了一定的成效。但經過幾年的實踐后發(fā)現(xiàn)，其在實際養(yǎng)殖生產中仍存在一些問題，主要包括由于床體發(fā)酵溫度高，豬只與床體直接接觸，在夏季容易導致熱應激，發(fā)酵床難以消毒，不利于畜禽正常生長等[1]。經過不斷地改進，目前我省主要采用了發(fā)酵床墊料與畜禽身體不直接接觸的非接觸式發(fā)酵床養(yǎng)殖技術。該技術將畜禽養(yǎng)殖與排泄物污染治理分開，可有效解決欄舍內因發(fā)酵造成的高溫高濕所導致的畜禽生產性能降低等問題，切斷通過發(fā)酵床傳染寄生蟲病等畜禽疾病的途徑，改善畜禽的健康。通過加強墊料的翻動，提高發(fā)酵床墊料的使用效率，最大限度地提高糞污處理能力和資源利用率[2]。截至2017年底，全省應用非接觸式發(fā)酵床技術的養(yǎng)殖場已超過300家。按照具體類別可主要分為高位非接觸式發(fā)酵床(離地式發(fā)酵床)和異位非接觸式發(fā)酵床2種。

1.2 代表性實例

1.2.1 高位非接觸式發(fā)酵床

將傳統(tǒng)的單層豬舍，改造為生豬養(yǎng)殖在上層，發(fā)酵床在下層的雙層豬舍，目前主要在麗水和溫州等地開展應用，代表性豬場為麗水意鑫牧業(yè)有限公司。

麗水意鑫牧業(yè)有限公司年出欄生豬6 200頭，采用高位非接觸式發(fā)酵床，豬場污染物基本實現(xiàn)“零排放”。發(fā)酵床上方豬舍中間為過道，兩邊為排泄區(qū)，排泄區(qū)建八字形漏縫地板(育肥豬舍建3 cm寬漏縫，小豬舍建1 cm寬漏縫)，便于糞便掉落(圖1)。將新鮮發(fā)酵墊料(鋸末∶礱糠4∶6)，按照1.3 m高度進行墊料鋪設，發(fā)酵菌劑采用進口洛東菌劑。后期每2個月加1次木屑維持床體高度，每天用翻堆機翻堆1次，直至發(fā)酵完全。

圖1 麗水意鑫牧業(yè)有限公司高位非接觸式發(fā)酵床

1.2.2 異位非接觸式發(fā)酵床

在養(yǎng)殖場建立獨立的糞污發(fā)酵車間，通過管道輸送糞便及尿液并與發(fā)酵墊料混合后，添加菌種進行發(fā)酵的一種方式[3]，目前主要集中于衢州地區(qū)，代表性豬場為衢州石明牧場。

衢州江山石明牧場年存欄豬5 000頭，采用的是異位非接觸式發(fā)酵床模式，發(fā)酵床占地1 700 m2，污染物基本實現(xiàn)“零排放”，實現(xiàn)了生態(tài)養(yǎng)殖[4]。將鋸末、礱糠按照1∶1比例，堆高1.5 m進行發(fā)酵。采用菌劑為洛東菌劑，用量為300～500 g·m-3，通過布水機進糞污，然后人工撒上發(fā)酵菌種，用翻堆機翻堆混勻后即開始發(fā)酵。后續(xù)床體高度每下降30 cm，補充發(fā)酵墊料，床體每天用翻堆機翻堆1次，直至發(fā)酵完全。

2 存在問題

浙江省應用非接觸式發(fā)酵床技術進行養(yǎng)殖糞污的資源化處理雖取得了明顯成效，但仍存在技術自主知識產權力度不夠、相關技術短板研究薄弱等問題。

2.1 缺乏具有自主知識產權的發(fā)酵床菌株

發(fā)酵床處理是一個復雜的微生物混合種群生態(tài)系統(tǒng)的變化過程。只有掌握了微生物的基本生理特性，通過分離篩選，培育出高效優(yōu)勢菌種，才能獲得較好的處理效果[5]?？梢哉f，豬糞污有效分解菌是“畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理、資源化利用技術”中的核心部分。目前，我省發(fā)酵床菌株多為國外進口的洛東菌群，應用成本較高。同時，發(fā)酵床的運行過程中，微生物的種類和數量的變化影響著其運行狀況[6]。目前對于微生物如何在發(fā)酵過程中發(fā)揮作用的機制尚未明確，這也導致菌株的添加和應用缺乏科學性，影響了微生物作用的發(fā)揮。

2.2 現(xiàn)有墊料成本過高，加大了推廣難度

墊料在發(fā)酵床技術中具有關鍵作用。鋸末和谷殼因富含木質素、纖維素、半纖維素，疏松多孔，保水性和透氣性好，是極佳的發(fā)酵床墊料[2]。近年來，墊料原材料價格不斷上漲，導致發(fā)酵床使用技術成本增加。因而需要因地制宜地選擇墊料，合理利用各種資源。李娟等[7]通過對比不同墊料對發(fā)酵床運行特征的影響后發(fā)現(xiàn)，常規(guī)墊料組分和玉米秸稈可按30%混合用，以降低墊料成本。浙江省具有較為豐富的秸稈、茶葉渣、竹子加工副產物等農業(yè)廢棄物資源，這些農業(yè)廢棄物可作為發(fā)酵床墊料原料使用，但此方面的研究應用較少。

2.3 機械裝備研發(fā)滯后，影響發(fā)酵床日常管理效果

隨著社會經濟發(fā)展，土地流轉速度加快，農村勞動力結構發(fā)生改變，從事農業(yè)生產者多為婦女和老人。目前，發(fā)酵床設備仍相對落后，僅在發(fā)酵初始和翻堆環(huán)節(jié)等有設備介入，在廢棄墊料運輸、更換等多個主要環(huán)節(jié)仍靠人工完成，機械化水平低，限制了非接觸式發(fā)酵床技術的進一步發(fā)展。目前市場亟需研發(fā)翻堆效率高、使用靈活方便、適用性寬、運行成本低、安全性好、自動化智能化的翻堆、出料機械，這也是加快推進發(fā)酵床處理技術的關鍵環(huán)節(jié)。

2.4 缺乏廢棄墊料資源化利用的系統(tǒng)評價及配套措施

對于非接觸式發(fā)酵床廢棄墊料的處理，目前最簡單直接的方法就是作為有機肥使用[8]。生豬飼養(yǎng)過程中重金屬和抗生素添加，有可能會導致廢棄墊料中這些物質含量的超標積累，對作物生長產生不利影響。由于我國發(fā)酵床處理畜禽排泄物技術的研究主要集中在最近10 a，對廢棄墊料資源化利用的安全性方面的系統(tǒng)性評價仍較少，也缺少相關的配套處置措施。

3 發(fā)展?jié)摿εc優(yōu)化策略

3.1 發(fā)展?jié)摿?/h3>

在技術需求層面，非接觸式發(fā)酵床應用于生豬糞污處置，可大大降低后續(xù)糞污處理的難度，是一種真正意義上“零排放”的糞污處置手段。隨著政府對養(yǎng)殖場糞污資源化利用要求的逐步提高，特別是從浙江省向周邊其他規(guī)模化養(yǎng)殖發(fā)展較好的省份拓展的過程中，非接觸式發(fā)酵床模式將會有更大的發(fā)展空間。

在技術延伸層面，隨著養(yǎng)殖糞污問題的合理解決，未來養(yǎng)殖場的污染問題將由固液污染向惡臭氣體污染控制轉移。發(fā)酵床技術由于具有較好的養(yǎng)殖場臭氣控制效果而極具發(fā)展?jié)摿?。后期借鑒固態(tài)發(fā)酵裝置等先進的機械化生產設備，將更有利于其高自動化、低維護的運行。并與養(yǎng)殖場包括臭氣減排等眾多研究方向相結合，大大提高非接觸式發(fā)酵床技術的應用前景。

在技術副產物層面，考慮到國家對化肥、農藥“兩減”要求的日益提高，生物肥料必將展現(xiàn)更優(yōu)的發(fā)展前景，目前發(fā)酵床廢棄墊料完全符合生物有機肥的要求，可經過適當配制和后處理，作為一種生物肥料資源進行還田使用，進而提升非接觸式發(fā)酵床技術的應用空間。

3.2 技術優(yōu)化策略

根據現(xiàn)有技術存在的不足，可考慮從幾個方面進行優(yōu)化提升：1)對糞污綜合利用技術中起關鍵性作用的豬糞污分解菌群進行篩選，解決我省菌株來源單一、應用成本較高的問題；2)開展基于農作物秸稈為基礎的基質配方及配伍技術研究，獲得低成本的發(fā)酵基質配方；3)對發(fā)酵床設備進行改良，加強機械化示范引導，加速機械化推廣進程，提高發(fā)酵運行效率；4)開展發(fā)酵床墊料安全性評價，研究合適的還田利用模式，同時杜絕二次污染風險。

4 展望

非接觸式生物發(fā)酵床技術是一種環(huán)保養(yǎng)殖的先進技術，是微生物工程技術在生態(tài)農業(yè)領域特別是養(yǎng)殖業(yè)中的典型應用。隨著該技術的不斷完善，同時結合標準化、規(guī)范化、專業(yè)化發(fā)展，必將成為今后畜牧業(yè)污染物綜合利用的重要技術之一，為畜禽養(yǎng)殖糞污治理和資源化利用提供了新的技術模式，為我省養(yǎng)豬業(yè)污染的處理起到革命性的作用，具有重要的經濟、社會及環(huán)保效益。