邱美珍，謝菊蘭，張 星，劉啟紅，陳偉如，朱靜波

（1.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所，湖南長(zhǎng)沙410131.2.長(zhǎng)沙縣隆廣生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司，湖南長(zhǎng)沙410100）

我國(guó)畜禽糞便產(chǎn)量大，年均糞污量約40億噸，畜禽糞便中富含有機(jī)質(zhì)（纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等）、氮、磷、鉀及微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是生產(chǎn)肥料、能源、飼料的生物質(zhì)資源庫(kù)[1]。目前，規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)大多通過(guò)生物法（堆漚、沼氣發(fā)酵、生物轉(zhuǎn)化）等方式對(duì)畜禽糞便進(jìn)行處理并加以利用。畜禽糞便基質(zhì)化利用是以畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、種植廢棄物（玉米芯、菌渣）等經(jīng)過(guò)處理，生產(chǎn)基質(zhì)盤(pán)、基質(zhì)土和食用菌基質(zhì)。生產(chǎn)的基質(zhì)具有農(nóng)藥殘留低、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)、土傳病蟲(chóng)害少等優(yōu)點(diǎn)受到大眾關(guān)注，畜禽糞便基質(zhì)化利用既能減少糞便處理不當(dāng)造成的環(huán)境污染，又能實(shí)現(xiàn)變廢為寶和高值化利用的良好生態(tài)循環(huán)。但畜禽糞便種類(lèi)、輔料來(lái)源及理化特性的不確定性，造成基質(zhì)性狀穩(wěn)定性差和技術(shù)難度大等原因未能在生產(chǎn)上大規(guī)模使用。

目前畜禽糞便基質(zhì)化利用的研究?jī)H限于利用某種畜禽糞復(fù)配育苗或栽培基質(zhì)，其中還添加大量的輔助配料，如泥炭、珍珠巖、蛭石等。對(duì)于畜禽糞便不同處理方式形成的基質(zhì)化技術(shù)模式和標(biāo)準(zhǔn)體系，基質(zhì)特性及應(yīng)用缺少總結(jié)及分析,難以實(shí)際應(yīng)用。本文以畜禽糞便為主要基質(zhì)原料，從糞便堆肥、蟲(chóng)糞、發(fā)酵床墊料、沼渣和食用菌等基質(zhì)化利用方式進(jìn)行總結(jié)，以期為畜禽糞便基質(zhì)化利用提供技術(shù)參考。

1 堆肥基質(zhì)化利用

該利用模式是將畜禽糞便和含碳輔料（植物秸稈、木屑、統(tǒng)糠和菌渣等）混合后進(jìn)行堆肥發(fā)酵，獲得高腐殖質(zhì)的產(chǎn)品，再適當(dāng)添加輔助材料（泥炭、珍珠巖、蛭石等），達(dá)到基質(zhì)特性，制備符合要求的基質(zhì)。具體流程見(jiàn)圖1。堆肥基質(zhì)化在番茄、黃瓜和辣椒等作物的栽培和育苗中進(jìn)行了大量的研究與應(yīng)用，對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提升作用明顯。馮臣飛[2]優(yōu)選基質(zhì)配方為：牛糞∶草炭∶蛭石∶珍珠巖=17∶49∶17∶17，觀察其對(duì)黃瓜育苗的影響，顯示該育苗基質(zhì)出苗率達(dá)到97%，在黃瓜幼苗形態(tài)、生理、根系發(fā)育和酶活性等方面表現(xiàn)較佳。謝彥如[3]等在辣椒基質(zhì)試驗(yàn)中也得到了類(lèi)似的結(jié)果，以椰糠∶沙子∶有機(jī)肥=2∶1∶1配制辣椒幼苗基質(zhì)在株高、莖粗、全株干鮮質(zhì)量、根體積、壯苗指數(shù)、G值以及葉綠素含量方面均優(yōu)于對(duì)照，其壯苗指數(shù)值高于對(duì)照21.67%。

圖1 堆肥基質(zhì)化利用流程

堆肥育苗基質(zhì)不僅在提高植物生長(zhǎng)性能上得到了大量的數(shù)據(jù)，在抗逆方面也具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，王燦[4]等用單因素試驗(yàn)研究觀察有機(jī)廢棄物復(fù)配基質(zhì)（殼聚糖+稻殼生物炭+發(fā)酵茶渣+珍珠巖+蛭石+發(fā)酵雞糞）除在促進(jìn)辣椒和番茄幼苗株高、壯苗指數(shù)、葉綠素含量、根系活力及辣椒幼苗莖粗等方面效果良好外，還可緩解干旱脅迫對(duì)幼苗的傷害。

2 蟲(chóng)糞基質(zhì)化利用

該模式是基于蟲(chóng)體生物轉(zhuǎn)化作用，畜禽糞污經(jīng)蟲(chóng)體轉(zhuǎn)化后具有營(yíng)養(yǎng)元素豐富、養(yǎng)分均衡的優(yōu)勢(shì)，還有微生態(tài)平衡作用和良好的保水作用，是作物育苗和栽培的良好基料。其利用流程見(jiàn)圖2。常見(jiàn)的是蚯蚓糞與菇渣、椰糠、秸稈及草炭等物料配比制備育苗或栽培基質(zhì)，在黃瓜、番茄等蔬菜上均有應(yīng)用。郝帥[5]試驗(yàn)觀察到將蚯蚓糞、菇渣與秸稈好氧發(fā)酵進(jìn)行基質(zhì)化處理，可用于蔬菜育苗基質(zhì)。他以蚯蚓糞∶菇渣∶秸稈=2∶1∶1比例基質(zhì)化處理后，得到的產(chǎn)物容重為0.45 g/cm3、總孔隙度為71%、大小孔隙比為0.43、pH值為7.88、EC值為0.90mS/cm，符合基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，制作多種蔬菜育苗基質(zhì)，其壯苗指數(shù)優(yōu)，與草炭相比，成本減低1.1%～17.4%。沈衛(wèi)月[6]也通過(guò)試驗(yàn)觀察到以蚯蚓糞和草炭按5:5的比例混配作為主料基質(zhì)，添加珍珠巖后配成黃瓜穴盤(pán)育苗基質(zhì)，能提升黃瓜幼苗的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)，葉綠素的含量均有增高趨勢(shì)。

圖2 蟲(chóng)糞基質(zhì)化利用流程

3 發(fā)酵墊料基質(zhì)化利用

該技術(shù)主要流程為畜禽糞便通過(guò)前期異位發(fā)酵床和后期好氧堆肥處理，按照需求配置蔬果育苗或栽培基質(zhì)，具體地說(shuō)是在畜禽糞便中添加合適輔料，經(jīng)異位發(fā)酵床處理后，廢棄墊料通過(guò)好氧發(fā)酵堆肥進(jìn)行無(wú)害化處理，達(dá)到腐熟作為基質(zhì)原料利用，具體流程見(jiàn)圖3。魏賓斌[7]等以發(fā)酵床廢棄墊料發(fā)酵后替代泥炭，能夠促進(jìn)“皇尊”金花茶植株生長(zhǎng)，添加糞便發(fā)酵床廢棄墊料堆肥替代泥炭30%～50%時(shí)對(duì)金花茶生長(zhǎng)促進(jìn)效果最佳。結(jié)果說(shuō)明了發(fā)酵床廢棄墊料基質(zhì)化處理產(chǎn)品可以部分替代泥炭用于金花茶栽培，降低了生產(chǎn)成本，但也觀察到替代泥炭量太大，其pH，EC等將影響植株的生長(zhǎng)，所以發(fā)酵床墊料基質(zhì)化還需要進(jìn)一步研究，其推廣應(yīng)用有待制定標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化程序。

圖3 發(fā)酵床墊料基質(zhì)化利用流程

4 沼渣基質(zhì)化利用

該模式利用畜禽糞便厭氧發(fā)酵后，固液分離出的沼渣，作為原料配制基質(zhì)。流程見(jiàn)圖4。易丹丹[8]試驗(yàn)的混配基質(zhì)（沼渣∶醋糟∶蛭石=4∶4∶2）黃瓜出苗率、葉綠素含量、凈光合速率和根系活力等均比其他配比高；而混配基質(zhì)（沼渣：醋糟：蛭石=2∶6∶2）番茄出苗率、莖粗、株高、葉綠素含量、凈光合速率和根系活力等均比其他配比高。地標(biāo)中對(duì)沼渣基質(zhì)化利用也進(jìn)行了規(guī)范和引導(dǎo)，在標(biāo)準(zhǔn)《畜禽糞污沼渣基質(zhì)制備技術(shù)規(guī)程》[9]中公布了以畜禽沼渣為主要原料配制的育苗基質(zhì)和栽培基質(zhì)配方。根據(jù)基質(zhì)的特性需要，畜禽糞便種類(lèi)的不同，配比也有一定差異。

圖4 沼渣基質(zhì)化利用流程

5 糞便制作食用菌基質(zhì)

該模式以畜禽糞便為主要原料，針對(duì)不同種類(lèi)食用菌的生產(chǎn)需求，通過(guò)原料預(yù)處理、發(fā)酵、分裝、滅菌等過(guò)程，生產(chǎn)制備食用菌基質(zhì)，構(gòu)建高值化利用循環(huán)模式（流程見(jiàn)圖5）。袁建生[10]利用秸稈和糞便制作基料栽培姬松茸技術(shù)成熟，菌絲生長(zhǎng)旺盛，出菇率高，經(jīng)濟(jì)效益較好，并總結(jié)出一套農(nóng)業(yè)廢棄物栽培姬松茸的新技術(shù)，該技術(shù)得到了菇農(nóng)的極大認(rèn)可。成剛[11]等在常規(guī)平菇栽培基料中添加適當(dāng)比例的豬糞、牛糞、雞糞及蚓糞中的一種或混合糞，觀察到添加糞便組平菇茵絲生長(zhǎng)狀態(tài)良好，出菇批次和產(chǎn)量明顯高于對(duì)照組。添加豬糞的實(shí)驗(yàn)組，生物轉(zhuǎn)化率隨豬糞添加量的增加而增高。添加多種動(dòng)物糞便，還能有效縮短生長(zhǎng)周期，提升產(chǎn)量。劉建鳳[12]等在雙孢蘑菇基料中添加20%左右牛糞，經(jīng)過(guò)一次發(fā)酵后和二次發(fā)酵后的水分、pH、含氮量、C/N等指標(biāo)測(cè)定，都適合隧道式發(fā)酵技術(shù)工藝。

圖5 畜禽糞便食用菌基質(zhì)化利用流程

6 展望

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，目前我國(guó)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量以及溫室數(shù)量均居世界第一，占比88%。蔬菜產(chǎn)量增長(zhǎng)最為迅速，對(duì)基質(zhì)的需求量日益增加，每年高達(dá)6000萬(wàn)m3以上?，F(xiàn)今全國(guó)使用的基質(zhì)栽培面積占比僅為0.05%[5,13]?；|(zhì)市場(chǎng)需要量大，發(fā)展前景良好。但目前基質(zhì)以泥炭為主原料，在國(guó)產(chǎn)泥炭?jī)?chǔ)量持續(xù)下降的背景下，泥炭的缺口越來(lái)越大。尋找泥炭的替代品成了產(chǎn)業(yè)研究和生產(chǎn)需求的焦點(diǎn)。因此，畜禽糞便基質(zhì)化在降低無(wú)土栽培成本、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益方面必將發(fā)揮更大的作用，在減少化肥農(nóng)藥的使用方面也具有明顯優(yōu)勢(shì)，有巨大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。但在選擇畜禽糞便生物處理方式、規(guī)范基質(zhì)化利用操作技術(shù)和提升安全高值化利用水平方面還值得進(jìn)一步研究?！?/p>