常 禹 藺國(guó)龍 王金提 石芳權(quán)

（甘肅省西和縣畜牧獸醫(yī)站，甘肅西和 742100）

我國(guó)畜牧業(yè)的不斷發(fā)展壯大給畜禽糞便的處理與環(huán)境治理帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。當(dāng)前正值國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施取得階段性進(jìn)展的關(guān)鍵時(shí)刻，也是謀劃鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之時(shí)，為了推動(dòng)畜牧業(yè)快速、健康、可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)促進(jìn)畜牧業(yè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，國(guó)家對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢棄物無(wú)害化處理提出了新要求。2021年，中央一號(hào)文件提出全面振興畜牧業(yè)、大力推進(jìn)糞污資源化利用，提倡各地開(kāi)展種養(yǎng)循環(huán)、綠色發(fā)展。我國(guó)是養(yǎng)豬大國(guó)，生豬飼養(yǎng)量及其豬肉產(chǎn)量占世界總量的1/2，養(yǎng)豬業(yè)是我國(guó)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，豬肉與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，生豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷年來(lái)是各級(jí)政府主抓的重大工程之一。因此，要做大、做強(qiáng)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)，毫無(wú)疑問(wèn)就必須走綠色發(fā)展之路，就得徹底解決好生豬糞污排放問(wèn)題。

1 生豬糞污處理及資源化利用方向

生豬養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，豬只難免要排放大量的糞便、尿液等廢棄物，這些排泄物中含有大量的含氮化合物、礦物質(zhì)和微量元素等，直接排放會(huì)帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題，這也是關(guān)系到豬場(chǎng)能否可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。按照成年豬1天的排糞量為2～3 kg/頭，排尿量為3～5 kg/頭計(jì)算，其一年的排污量就需要1.2畝農(nóng)田來(lái)自然消納[1]；一個(gè)飼養(yǎng)1萬(wàn)頭豬的養(yǎng)豬場(chǎng)每年需要清理糞便約1.38萬(wàn)噸，而目前我國(guó)畜牧業(yè)廢棄物的利用率還不到50%，如何有效解決養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的資源化利用是養(yǎng)殖從業(yè)者不可忽略的問(wèn)題[2]。當(dāng)前養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)中，常用的糞污處理方式有堆肥法、化糞池沉淀法、沼氣利用及有機(jī)肥加工法等，生豬糞污收集與處理遵循“雨污分離、干濕分離、固液分離”的原則。因此，新規(guī)劃的大規(guī)模豬場(chǎng)應(yīng)設(shè)置集污區(qū)，對(duì)糞污處理實(shí)施沉淀分離法，分離后的液體可進(jìn)入生態(tài)凈化塘或人工濕地，固體廢棄物可經(jīng)管道或運(yùn)輸工具運(yùn)往肥料加工廠再加工利用；由于畜禽糞便含有豐富的氮、磷、鉀等元素，是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥生產(chǎn)原材料，因此，養(yǎng)豬場(chǎng)糞便資源化再利用意義重大。隨著科技的發(fā)展，畜牧業(yè)也在不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，生產(chǎn)管理水平也在不斷提高，畜禽污染物的防治和綜合利用將進(jìn)一步透明化，政府監(jiān)管措施將進(jìn)一步加強(qiáng)。飼料業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、有機(jī)肥加工業(yè)的循環(huán)式發(fā)展，數(shù)字化、信息化的產(chǎn)品溯源等，將大大方便用戶及監(jiān)管者隨時(shí)查詢其產(chǎn)品相關(guān)資料（見(jiàn)圖 1）[3]。

圖1 養(yǎng)豬糞污資源化利用示意圖

2 微生物發(fā)酵床的養(yǎng)豬技術(shù)優(yōu)勢(shì)

微生態(tài)發(fā)酵床養(yǎng)豬是利用微生物的轉(zhuǎn)化、降解等功能，將發(fā)酵床墊料與生豬糞便協(xié)同發(fā)酵，使大分子物質(zhì)進(jìn)一步分解成可被微生物利用的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。微生物發(fā)酵床是一種新型、安全、高效、環(huán)保的生態(tài)養(yǎng)豬技術(shù)，最早起源于日本、韓國(guó)，20世紀(jì)90年代被引入我國(guó)并得以推廣應(yīng)用[4]。微生物生態(tài)養(yǎng)豬就是利用生豬的翻拱、爭(zhēng)斗等行為以及微生物發(fā)酵、降解作用，徹底解決養(yǎng)殖面源的污染問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)生豬飼養(yǎng)過(guò)程中的安全環(huán)保、無(wú)污染、零排放等問(wèn)題，從而減少傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式中的圈舍沖洗和打掃，極大地減少了污染物的量，節(jié)省了人工、水電等飼養(yǎng)成本。微生態(tài)發(fā)酵床的核心物質(zhì)是乳酸菌、酵母菌、光合細(xì)菌等多種微生物益生菌群，鋸末、稻殼、干草粉、小麥或玉米秸稈等都可作為墊料，在實(shí)際生產(chǎn)中，為了達(dá)到理想狀態(tài)，在墊料中加入一定量的營(yíng)養(yǎng)成分和益生菌種來(lái)增殖發(fā)酵，使糞便中的有機(jī)物在益生菌的作用下分解，實(shí)現(xiàn)豬舍無(wú)臭無(wú)味、改善養(yǎng)殖環(huán)境。益生菌也可以吸收糞便中的養(yǎng)分進(jìn)行繁殖和代謝，使糞便中營(yíng)養(yǎng)物源源不斷地被分解出來(lái)，成為豬只生長(zhǎng)所需要的動(dòng)物蛋白、單糖、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[5]。同時(shí)，由于豬是單胃動(dòng)物，不能直接利用含有大量纖維素、半纖維素的秸稈墊料，而發(fā)酵微生物中含有大量的酶類，能消化分解大分子物質(zhì)，發(fā)酵后的墊料作為富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和益生菌的飼料源被豬利用，減少需要補(bǔ)充的精飼料，降低營(yíng)養(yǎng)素的損失和碳的達(dá)標(biāo)排放。最后，殘余的廢渣墊料可用于還田或直接運(yùn)送至有機(jī)肥加工廠被加工利用，最終形成物質(zhì)的良性循環(huán)（見(jiàn)圖2）。

圖2 微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬糞污處理流程

在微生物發(fā)酵過(guò)程中，利用有益菌群的優(yōu)勢(shì)作用，能抑制大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌的增殖，減少有害氣體的排放，不但改善了豬只生存環(huán)境，而且提高了豬自身的免疫能力，降低了疾病的發(fā)生概率[6]；田義[7]總結(jié)得出發(fā)酵床養(yǎng)豬的優(yōu)勢(shì)，發(fā)酵床養(yǎng)殖對(duì)提高豬生產(chǎn)性能、改善豬肉品質(zhì)、提高豬肉不飽和脂肪酸與氨基酸含量都具有顯著作用；李思圖等[8]研究微生物發(fā)酵能夠顯著影響豬肉脯pH值，有效改善豬肉的外觀、風(fēng)味和色澤等特征。

由于發(fā)酵床發(fā)酵可產(chǎn)生大量熱量，更適宜生豬的健康生長(zhǎng)，且在我國(guó)氣候條件干燥寒冷的北方地區(qū)具有顯著的優(yōu)勢(shì)；生態(tài)發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)的推廣應(yīng)用為中小規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展方向和更好的經(jīng)濟(jì)效益，如甘肅西和恒煜生態(tài)養(yǎng)殖有限公司、恒豐養(yǎng)殖合作社等養(yǎng)豬企業(yè)采用傳統(tǒng)發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)豬技術(shù)，有效提高了廢棄物綜合利用率和養(yǎng)殖效果，大大減少氨氣、硫化氫、二氧化碳等有害氣體的排放[9]。但發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)也有其不足，如在豬群飼養(yǎng)規(guī)模、益生菌發(fā)酵效率等方面還未能夠達(dá)到更好的突破，且出現(xiàn)了一些技術(shù)和操作方面的短板與困難：一是發(fā)酵床內(nèi)飼養(yǎng)生豬規(guī)模較小，或發(fā)酵床墊料濕度過(guò)大，造成發(fā)酵效果不佳；二是由于生豬直接與墊料接觸，一旦飼養(yǎng)密度過(guò)大就容易造成墊料和糞便發(fā)酵不充分，容易使豬只感染疾??；三是發(fā)酵床內(nèi)墊料發(fā)酵產(chǎn)熱造成局部溫度較高，不利于豬只健康生長(zhǎng)；四是為了不影響菌群繁殖，不宜于開(kāi)展消毒工作，對(duì)豬群疫病防控造成隱患。針對(duì)以上問(wèn)題，異位發(fā)酵床養(yǎng)豬模式應(yīng)運(yùn)而生，這也是基于傳統(tǒng)發(fā)酵床養(yǎng)殖模式后的更新迭代，解決了老一代發(fā)酵床存在的各種問(wèn)題。

3 異位發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)豬模式的推廣

微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬分為原位發(fā)酵床和異位發(fā)酵床，原位發(fā)酵床即為傳統(tǒng)意義上的微生物發(fā)酵床，異位發(fā)酵床為近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，也稱為場(chǎng)外發(fā)酵床，主要區(qū)別是動(dòng)物與發(fā)酵基質(zhì)原料沒(méi)有直接接觸，但糞便處理發(fā)酵原理與原位發(fā)酵床相同。異位發(fā)酵床的組成一般由集污池（排污管道）、發(fā)酵池、墊料以及噴淋設(shè)備、翻耙設(shè)備等組成，根據(jù)豬舍布局設(shè)計(jì)的不同可分為高架發(fā)酵床和舍外發(fā)酵床，高架發(fā)酵床是將飼養(yǎng)層和發(fā)酵床分為上下兩層，糞污通過(guò)漏糞地板進(jìn)入發(fā)酵床，避免了豬與發(fā)酵床直接接觸，并提高了土地使用效率[10,11]；舍外發(fā)酵床就是將豬舍飼養(yǎng)層和發(fā)酵床分開(kāi)，相當(dāng)于動(dòng)態(tài)堆肥，糞污通過(guò)糞污溝或管道進(jìn)入發(fā)酵床，采用翻耙和添加微生物菌劑提高發(fā)酵效率、調(diào)整墊料溫度，該技術(shù)適用于年出欄規(guī)模在1 000～2 000頭的養(yǎng)豬場(chǎng)[11,12]。異位發(fā)酵床的主要發(fā)酵流程如圖3所示，豬舍內(nèi)生產(chǎn)的糞尿經(jīng)排糞溝或排污管道進(jìn)入集糞池，后通過(guò)污泵、噴淋機(jī)均勻噴灑并與發(fā)酵床墊料混合、經(jīng)翻耙后發(fā)酵，達(dá)到糞尿降解、臭味消除的目的，實(shí)現(xiàn)了糞污變廢為寶[13]。由于高溫濕熱因素影響，在我國(guó)南方如廣東、福建、浙江等地應(yīng)用異位發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)較原位發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)更為廣泛，如溫氏食品集團(tuán)股份有限公司的合作養(yǎng)豬戶多推廣應(yīng)用異位發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)，且贏得地方政府部門(mén)的高度認(rèn)可[11]。

圖3 異位發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)流程圖

與傳統(tǒng)微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)相比，異位發(fā)酵床養(yǎng)豬法在理論、實(shí)踐中占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)，方法更科學(xué)，布局更美觀。異位發(fā)酵床的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是將發(fā)酵床體和飼養(yǎng)分開(kāi)，完全可以進(jìn)一步擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模，解決了微生物發(fā)酵高溫對(duì)發(fā)酵效果的不利影響，消除了消毒措施帶來(lái)的負(fù)面影響，減少了動(dòng)物疫病發(fā)生的概率。同時(shí)，異位發(fā)酵床也能夠同傳統(tǒng)的養(yǎng)豬舍相統(tǒng)一，對(duì)普通豬舍稍作改造即可成為異位發(fā)酵床，豬只仍然在原舍內(nèi)飼養(yǎng)，只需在圈舍下層或附近配套增設(shè)微生物發(fā)酵床，糞污可經(jīng)漏糞地板或污溝管道集中到化糞池，然后通過(guò)抽泵均勻噴灑在發(fā)酵床內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵。異位發(fā)酵床還具有可以機(jī)械化作業(yè)的優(yōu)勢(shì)，糞便噴灑、翻耙均勻，微生物發(fā)酵高效、徹底，最后加工而成的有機(jī)肥品質(zhì)也較高。

4 微生態(tài)發(fā)酵床建造技術(shù)要點(diǎn)

4.1 發(fā)酵床的制作要求

微生物發(fā)酵床是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦的糞污處理技術(shù)之一，具有較高的資源化利用效率，符合飼養(yǎng)規(guī)模1萬(wàn)頭以下的生豬育肥場(chǎng)，發(fā)酵床、集污池距離飼養(yǎng)圈舍不能太遠(yuǎn)，微生物發(fā)酵床的面積可按照豬舍面積20%或每頭豬約0.2 m2設(shè)計(jì)[14]。發(fā)酵床體一般設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，床上應(yīng)搭建陽(yáng)光棚，徹底隔絕雨水混入，床體地面要做防滲水處理，同時(shí)要配套安裝污泵、攪拌機(jī)、噴淋機(jī)、通風(fēng)設(shè)備等，并規(guī)劃好翻耙行走軌道[15]。

4.2 墊料的選擇與鋪設(shè)

異位發(fā)酵床墊料應(yīng)選用通透性較好的鋸末屑、谷殼、玉米秸稈等作為墊料，選用少量麥麩、酒糟、谷殼粉等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物作為發(fā)酵飼料的基質(zhì)原料，墊料和基質(zhì)原料混合均勻、攪拌鋪平，厚度以0.8～1.2 m為宜，保持濕度45%左右[16]。要保證墊料干凈衛(wèi)生，防止霉變或被腐蝕；墊料的長(zhǎng)短和粗細(xì)應(yīng)適中，要求2/3以上墊料能過(guò)2 mm孔徑的篩，過(guò)細(xì)或過(guò)粗均不利于發(fā)酵[17]。

4.3 菌種的篩選與配制

菌種是具有活性的有益微生物，是整個(gè)微生物發(fā)酵過(guò)程中的主角，菌種的擴(kuò)繁與培養(yǎng)非常重要，其生長(zhǎng)需要一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，前期吸收分解墊料混合物中的營(yíng)養(yǎng)成分，后期降解糞污中的大分子物質(zhì)。一般選用的菌種主要成分為枯草芽孢桿菌、酵母、消化酶等，添加量50～1 000 g/m3，配制時(shí)要按比例進(jìn)行稀釋浸泡后拌勻、噴灑，要通過(guò)翻耙設(shè)備充分增加菌種與墊料、氧氣的接觸量[1]。隨著微生物發(fā)酵，菌種的活性也會(huì)下降，應(yīng)根據(jù)發(fā)酵情況及時(shí)補(bǔ)充，通常每21 d補(bǔ)充1次菌種[14]。

4.4 發(fā)酵床的運(yùn)行與維護(hù)

在微生物發(fā)酵床的運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)密切關(guān)注溫濕度的變化，做好水分控制、通風(fēng)換氣、翻耙措施等，增加翻耙次數(shù)可促進(jìn)墊料中芽孢桿菌等菌群的繁殖，提高脲酶活性，促進(jìn)糞污分解[12]。水分過(guò)高意味著濕度過(guò)大，需要增加翻耙和換氣頻次；水分過(guò)低則減緩發(fā)酵速度，可以適當(dāng)提高飼養(yǎng)密度，增加糞污噴淋量。溫度是評(píng)價(jià)微生物發(fā)酵床運(yùn)行效率最直觀的表征，墊料溫度高于55℃時(shí)，可增加翻耙次數(shù)和換氣頻率；溫度過(guò)低意味著發(fā)酵效率低下，應(yīng)查找原因，立即采取必要的措施，如添加菌劑、翻耙、更換墊料等，若墊料表面出現(xiàn)板結(jié)，則需要增加翻耙措施，進(jìn)一步促進(jìn)微生物有氧呼吸。發(fā)酵床的使用年限一般為2～3年，為了保持微生物的發(fā)酵效果，要及時(shí)補(bǔ)充新的墊料和菌種；經(jīng)微生物發(fā)酵后的糞污與墊料作為有機(jī)肥加工原料，再次被利用。

5 小結(jié)

生豬產(chǎn)業(yè)要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、健康、綠色發(fā)展，就必須解決好飼料源、飼養(yǎng)過(guò)程、糞污排放等3個(gè)階段中存在的問(wèn)題，要不斷自我技術(shù)革新、秉承環(huán)保發(fā)展理念、探索應(yīng)用養(yǎng)殖新模式。積極推進(jìn)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)方向發(fā)展，走適度規(guī)模、種養(yǎng)結(jié)合、生態(tài)環(huán)保和資源化利用、循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，立足當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì)，推行微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)，依據(jù)生豬飼養(yǎng)規(guī)模與條件選擇原位或異位發(fā)酵模式，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。