文│劉利祥（山東省莒南縣畜牧發(fā)展促進(jìn)中心）

隨著畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖的數(shù)量和規(guī)模不斷提高，隨之而來(lái)的畜禽糞便污染問(wèn)題也逐漸嚴(yán)重，受到畜牧從業(yè)者的廣泛關(guān)注。畜禽養(yǎng)殖糞污的科學(xué)處理、合理利用是畜禽生態(tài)養(yǎng)殖、可持續(xù)發(fā)展的重要方向?，F(xiàn)階段畜禽糞污的微生物發(fā)酵技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，異位微生物發(fā)酵床技術(shù)是目前規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖中一種新型的糞污處理技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的無(wú)害化排放發(fā)揮了重要的作用。肉牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)在近年來(lái)得到了快速發(fā)展，但規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖中的糞污處理問(wèn)題也是限制產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵因素，而且肉牛排糞及排尿量大，如果沒(méi)有妥善的處理糞污問(wèn)題將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，威脅人類的健康。異位微生物發(fā)酵床技術(shù)在規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖中的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于緩解肉牛養(yǎng)殖中的糞便污染問(wèn)題有著顯著的推動(dòng)作用。筆者將對(duì)規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖場(chǎng)中糞便污染的異位發(fā)酵床處理技術(shù)來(lái)源、原理、設(shè)計(jì)及維護(hù)措施等多個(gè)方面進(jìn)行介紹，旨在為肉牛養(yǎng)殖中糞污的無(wú)公害化處理及肉牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的科學(xué)發(fā)展提供幫助。

一、異位微生物發(fā)酵床的介紹

1.異位微生物發(fā)酵床的技術(shù)來(lái)源。微生物發(fā)酵技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，是飼料加工工藝中常見(jiàn)的措施，而微生物發(fā)酵床在畜禽糞污處理的應(yīng)用最早起源于日本，后來(lái)引入我國(guó)。早期的糞污微生物發(fā)酵床技術(shù)為原位發(fā)酵床，其應(yīng)用隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大而遇到了各種各樣的問(wèn)題，例如需要的發(fā)酵床底物量越來(lái)越多，而且畜禽飼養(yǎng)密度的增加也提高了欄舍中消毒的難度，導(dǎo)致欄舍中地面的溫度和濕度難以得到良好的控制以及發(fā)酵床中的微生物不能保障良好的代謝過(guò)程，達(dá)不到發(fā)酵的效果。此外，不充足的發(fā)酵容易導(dǎo)致墊料中出現(xiàn)大量的真菌、毒素等有害物質(zhì)，威脅畜禽的健康。通過(guò)我國(guó)技術(shù)人員的改進(jìn)措施，將原位微生物發(fā)酵床的缺點(diǎn)進(jìn)行改良，開(kāi)發(fā)了異位微生物發(fā)酵床技術(shù)，將微生物發(fā)酵床和畜禽養(yǎng)殖相分離，有效控制發(fā)酵床中的溫度和濕度，保障微生物的發(fā)酵代謝過(guò)程，在畜禽糞便污染的應(yīng)用上獲得了良好的效果。

2.異位微生物發(fā)酵床的技術(shù)原理。異位微生物發(fā)酵床的微生物發(fā)酵原理和原位微生物發(fā)酵床類似，主要是利用谷殼、鋸末、農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物、秸稈粉等作為微生物的發(fā)酵底物，再通過(guò)在發(fā)酵底物中添加耐高溫的好氧微生物菌種，按照微生物的添加種類在發(fā)酵底物中添加適當(dāng)比例的碳源和氮源，保障微生物得到充足的發(fā)酵代謝，將這些物質(zhì)混合攪拌后放入發(fā)酵池中作為墊料，調(diào)節(jié)好墊料的水分，保障微生物菌種在墊料中能夠良好地生長(zhǎng)繁殖，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生長(zhǎng)之后即可以作為微生物發(fā)酵床。將規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖場(chǎng)中的糞污集中后，利用管道將糞污重復(fù)均勻地噴灑到發(fā)酵床上，再使用機(jī)器將墊料和糞污攪拌混合均勻，通過(guò)墊料中充足的活性微生物對(duì)糞污中物質(zhì)進(jìn)行分解。通常墊料中的微生物包含多種，屬于復(fù)合微生物群，這些活性良好的微生物可以將糞污最終轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳、氨氮化合物等。由于異位發(fā)酵床中微生物的發(fā)酵作用會(huì)產(chǎn)熱，水分會(huì)隨著熱量蒸發(fā)，最終剩余的固態(tài)物質(zhì)可以作為有機(jī)肥料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，這個(gè)過(guò)程被認(rèn)為是糞污的無(wú)公害化處理，即零排放、無(wú)污染、資源再利用的過(guò)程。同時(shí)異位發(fā)酵床的發(fā)酵過(guò)程中會(huì)顯著降低肉牛糞污的臭味，減少臭氣的排放，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)階段肉牛糞污異位微生物發(fā)酵床主要由發(fā)酵池、墊料、微生物制劑、糞污處理管道、機(jī)械翻堆設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施組成。

二、異位發(fā)酵床的制作方法

1.異位微生物發(fā)酵床基礎(chǔ)工程的建設(shè)。規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖中異位微生物發(fā)酵床的基礎(chǔ)工程建設(shè)規(guī)模需要通過(guò)考察肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)中實(shí)際養(yǎng)殖的肉牛數(shù)量進(jìn)行制定，按照存欄150頭肉牛的養(yǎng)殖規(guī)模計(jì)算，可以建設(shè)日處理糞污10噸的異位微生物發(fā)酵床。異位發(fā)酵床的建設(shè)需要考慮發(fā)酵床中發(fā)酵槽、墊料、微生物菌種、翻堆機(jī)械設(shè)備、肉牛糞污處理管道及防雨棚欄等基礎(chǔ)設(shè)施。通常建議采取2條發(fā)酵槽，且發(fā)酵槽的高度控制在2米左右，寬度控制在5米左右，發(fā)酵槽的長(zhǎng)度控制在20米左右，發(fā)酵槽的長(zhǎng)寬高可以根據(jù)場(chǎng)地的實(shí)際情況進(jìn)行合理的調(diào)整。肉牛的糞污集中槽設(shè)置在2條發(fā)酵槽的中間，糞污集中槽的寬度控制在3米左右，高度和長(zhǎng)度保持與發(fā)酵槽相同即可。做好發(fā)酵基礎(chǔ)設(shè)施的防雨、防漏工作，落實(shí)地面防滲透工作。另外設(shè)計(jì)1間堆肥房，面積控制在150平方米即可。雨污分流管道設(shè)計(jì)為500米左右，規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖場(chǎng)中異位微生物發(fā)酵床的基礎(chǔ)設(shè)施還需要配備自動(dòng)翻拋機(jī)1臺(tái)、自動(dòng)噴污機(jī)1臺(tái)、污水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)、污水泵1臺(tái)、自動(dòng)移位器1套。根據(jù)設(shè)備設(shè)施的擺放配備風(fēng)冷機(jī)、導(dǎo)軌、排管蒸發(fā)器等。微生物發(fā)酵床中使用的菌種可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境進(jìn)行合理的選擇。

2.異位微生物發(fā)酵床中墊料的選擇和水分的控制。肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)中異位微生物發(fā)酵床的墊料是微生物發(fā)酵的重要組成部位，也可以認(rèn)為是微生物生長(zhǎng)繁殖的培養(yǎng)基。墊料中需要配備充足的氮源和碳源，同時(shí)保障充足的空氣供給，維持發(fā)酵床中適宜的溫度條件，使發(fā)酵床中的微生物可以良好的生長(zhǎng)繁殖。微生物的生長(zhǎng)繁殖情況一定程度上決定了發(fā)酵床的糞污降解能力，影響后續(xù)對(duì)于肉牛糞污的降解處理情況。首先，需要選擇異位微生物發(fā)酵床的墊料，建議選擇吸水能力好、通透性較強(qiáng)的載體作為微生物發(fā)酵的墊料，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選擇合理的農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物，例如谷殼、木屑、農(nóng)作物秸稈、糠麩等物質(zhì)，也可采取多品種墊料混合使用。大部分研究發(fā)現(xiàn)微生物發(fā)酵墊料以木屑的效果最佳，但為了控制墊料的成本，可以適當(dāng)添加谷殼等農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物，但谷殼添加比例不宜超過(guò)40%。此外，異位微生物發(fā)酵床中微生物的生長(zhǎng)繁殖情況還與墊料的含水量息息相關(guān)，可直接影響微生物菌種的發(fā)酵效率。研究發(fā)現(xiàn)墊料的含水量維持在50%～60%左右時(shí)，微生物菌種的活性最強(qiáng)、生長(zhǎng)繁殖能力較好。若發(fā)酵墊料中加入的糞污含水量過(guò)大，糞污中所含有的有機(jī)物含量較低，將導(dǎo)致微生物發(fā)酵代謝所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足，容易抑制菌種的生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致“死床”的情況，同時(shí)發(fā)酵床中水分含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵床重量增加，導(dǎo)致設(shè)備設(shè)施的損壞。因此，在對(duì)肉牛糞污進(jìn)行發(fā)酵處理前需要對(duì)糞污的含水量進(jìn)行粗略的評(píng)估，進(jìn)行適當(dāng)?shù)那疤幚砗笤賴姙⒌疆愇话l(fā)酵床中。與此同時(shí)，異位微生物發(fā)酵床的pH也是影響微生物生長(zhǎng)繁殖的關(guān)鍵因素，通常建議將發(fā)酵床的pH控制在8左右，這種弱堿環(huán)境有助于微生物的生長(zhǎng)繁殖，過(guò)酸或者過(guò)堿的環(huán)境均會(huì)抑制微生物的發(fā)酵過(guò)程，甚至導(dǎo)致微生物死亡。異位微生物發(fā)酵床的制作過(guò)程中還需要注意將菌種和發(fā)酵底物攪拌均勻，以保障后續(xù)肉牛糞污的良好降解。

3.肉牛糞污的前處理及發(fā)酵床墊料的翻堆。將規(guī)?；馀?chǎng)的糞污加到異位微生物發(fā)酵床之前需要對(duì)糞污進(jìn)行適當(dāng)?shù)那疤幚?，以保障后續(xù)糞污在發(fā)酵床中能夠良好地分解。首先需要對(duì)肉牛糞污進(jìn)行調(diào)質(zhì)工作，保障其獲得良好的流動(dòng)性，使其糞便干物質(zhì)的含量控制在10%～20%左右，糞污的調(diào)質(zhì)工作需要每天現(xiàn)配現(xiàn)用，主要是控制糞污中水分的含量。若糞污中干物質(zhì)的含量低于7%，將糞污加入墊料后，墊料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足以滿足微生物生長(zhǎng)繁殖，可制約微生物的生長(zhǎng)繁殖和糞污的分解代謝過(guò)程。通常將肉牛糞污調(diào)質(zhì)完成后均勻噴灑到異位發(fā)酵床墊料上，保障肉牛糞污在發(fā)酵床墊料中的下滲程度不超過(guò)40厘米即可。注意不能過(guò)量噴灑糞污，以避免糞污過(guò)量導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)繁殖停滯，造成“死床”的現(xiàn)象，失去發(fā)酵能力。按照發(fā)酵床的體積大小計(jì)算出合理的糞污處理量，通常建議在每立方米的發(fā)酵墊料中處理肉牛糞污30千克左右為宜。將肉牛糞污噴灑完畢，經(jīng)過(guò)4～5小時(shí)后即可進(jìn)行翻堆工作。對(duì)墊料進(jìn)行翻堆處理時(shí)需要保障混合均勻，建議每天連續(xù)翻堆處理2次，以增加墊料的透氣性，同時(shí)調(diào)整發(fā)酵墊料的溫度，加速蒸發(fā)墊料中的水分，促進(jìn)微生物在墊料中發(fā)酵過(guò)程，有助于糞污的分解。通常建議在每天的上午進(jìn)行糞污在發(fā)酵床上的噴灑工作。

4.異位微生物發(fā)酵床的溫度及周期控制。規(guī)模化肉牛糞污異位微生物發(fā)酵床處理過(guò)程中，微生物發(fā)酵床的溫度控制對(duì)于微生物的活性和糞污的分解速度、效率等方面均十分關(guān)鍵。通常建議肉牛糞污異位微生物發(fā)酵床的溫度控制在45℃～65℃為宜。微生物菌種加入墊料后需要進(jìn)行堆積處理，保障微生物能夠充足的生長(zhǎng)繁殖，使墊料中微生物含量可以良好的分解肉牛糞污。通常建議墊料堆積的時(shí)間為7～10天。微生物的堆積發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，一般發(fā)酵床中墊料在30厘米以下的溫度在45℃左右，而發(fā)酵處理到達(dá)72小時(shí)后，溫度可以上升到60℃左右。對(duì)于發(fā)酵床墊料的溫度需要實(shí)際記錄，建議每天至少進(jìn)行2次墊料的溫度記錄，時(shí)間控制在早間和晚間即可。墊料溫度記錄的位置需要包括發(fā)酵墊料的中心和四周，并且分別記錄墊料從上至下35厘米處的上層溫度和70厘米處的下層溫度。墊料堆積發(fā)酵在24小時(shí)的時(shí)候開(kāi)始升溫，在堆料發(fā)酵第3天左右，上層的墊料溫度可以達(dá)到50℃左右，第4天上層的墊料溫度可以達(dá)到60℃左右，中層的墊料溫度在堆積發(fā)酵第6天的時(shí)候通常可以達(dá)到50℃左右。建議在堆料發(fā)酵第6～7天進(jìn)行翻堆處理，再發(fā)酵1～2天即可投入糞污處理使用。每個(gè)異位微生物發(fā)酵床對(duì)于糞污的分解能力有限，不能盲目地增加糞污的處理量，否則將導(dǎo)致發(fā)酵床功能降低或者失活的情況。根據(jù)肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)中異位微生物發(fā)酵床承載量，每天進(jìn)行1次肉牛糞污的噴灑處理，需發(fā)酵運(yùn)行2天時(shí)間，而設(shè)計(jì)2條發(fā)酵槽可以作為兩個(gè)發(fā)酵單元，將第1天的肉牛糞污初步處理完成后噴灑到1號(hào)異位微生物發(fā)酵床的墊料中，第2天的肉牛糞污噴灑到2號(hào)異位微生物發(fā)酵床的墊料中，每條發(fā)酵槽均能保障2天的發(fā)酵降解時(shí)間。

三、異位發(fā)酵床的維護(hù)措施

規(guī)模化肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)中通常糞污的排放量較大，對(duì)于發(fā)酵床的使用程度較高，需要合理控制異位微生物發(fā)酵床的使用方法，做好維護(hù)措施才能保障發(fā)酵床具有良好的糞污降解效果，從而達(dá)到長(zhǎng)久使用、良好使用的目的。對(duì)于異位微生物發(fā)酵床的日常維護(hù)工作，首先需要做好墊料中水分、pH、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給，保障微生物在墊料中生長(zhǎng)發(fā)育。微生物發(fā)酵過(guò)程中所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源主要是糞污中的有機(jī)物，水分也大部分來(lái)源于此，所以在糞污噴灑之前需要將糞污做好調(diào)質(zhì)工作，按照發(fā)酵墊料的體積選擇合理的糞污噴灑量，同時(shí)在發(fā)酵處理過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)墊料的溫度、水分及pH，溫度控制在50～60℃，水分控制在45%～50%，pH控制在8左右為宜。糞污在發(fā)酵床上的噴灑過(guò)程需要注意均勻噴灑，噴灑完成后待糞污下滲到墊料中才能進(jìn)行翻堆攪拌處理，建議下滲到40厘米左右即可。一般將糞污噴灑到墊料上4～8小時(shí)后即可開(kāi)始翻堆工作。異位微生物發(fā)酵床墊料的翻堆工作可以有效提高墊料的通透性，增加墊料中的含氧量，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)繁殖。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要注意墊料的厚度和飽滿情況，保障墊料的高度控制在1.2米以上，當(dāng)異位微生物發(fā)酵床中墊料低于1.2米的時(shí)候需要及時(shí)補(bǔ)充墊料，或者將墊料翻堆調(diào)整高度。在異位微生物發(fā)酵床使用過(guò)程中，還需要適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充微生物菌種，保障糞污具有良好的降解作用，實(shí)際生產(chǎn)中需要每隔1周左右補(bǔ)充發(fā)酵菌種1次。微生物菌種可以直接在糞污調(diào)質(zhì)過(guò)程中添加，與糞污混合均勻后再直接噴灑到墊料上，建議每立方米糞污中添加30克左右的微生物菌種即可，不同菌種組成和菌種濃度條件下需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。異位微生物發(fā)酵床的維護(hù)措施還需要做好發(fā)酵中溫度的實(shí)時(shí)控制，避免長(zhǎng)時(shí)間溫度過(guò)高或者溫度過(guò)低的情況發(fā)生，以免降低微生物的活性，影響糞污降解的效率。若發(fā)酵過(guò)程中溫度長(zhǎng)時(shí)間低于50℃時(shí)，需要及時(shí)檢查糞污的噴灑是否過(guò)量、糞污的有機(jī)質(zhì)濃度是否過(guò)低等問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；⒓s化的程度不斷提高，畜禽養(yǎng)殖數(shù)量和養(yǎng)殖密度的增加也導(dǎo)致糞污問(wèn)題逐漸嚴(yán)重，無(wú)公害化處理、降低環(huán)保壓力是現(xiàn)階段畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖中普遍存在糞污排放量大的問(wèn)題，限制了肉牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，通過(guò)異位微生物發(fā)酵床技術(shù)可以有效緩解肉牛糞便污染問(wèn)題，達(dá)到零排放、零污染、可持續(xù)發(fā)展的效果，為糞污資源的科學(xué)利用及肉牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的科學(xué)發(fā)展提供了指導(dǎo)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及生態(tài)效益。