劉宇鋒+蘇天明+張振華

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.13.055[HT9.]

摘要：對(duì)地下式、保育仔豬、地上式發(fā)酵床等3種發(fā)酵床類型，表面、中層、底部等不同深度墊料的發(fā)酵溫度和環(huán)境溫度、基本理化指標(biāo)和養(yǎng)殖生豬情況進(jìn)行12個(gè)月的連續(xù)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，發(fā)酵床類型差異對(duì)墊料各指標(biāo)影響不明顯，不同發(fā)酵床類型表層墊料發(fā)酵溫度受環(huán)境影響明顯，而40～60 cm底層墊料作為主要發(fā)酵層，其墊料溫度主要與養(yǎng)殖生豬的數(shù)量及其發(fā)育狀態(tài)緊密相關(guān)。3種類型發(fā)酵床的表、中、底層墊料有機(jī)質(zhì)含量和EC值總體表現(xiàn)為表層>中層>底層的變化規(guī)律；而粗灰分、pH值則呈現(xiàn)底層>中層>表層的變化趨勢(shì)；全氮、全磷和全鉀含量在3種類型發(fā)酵床表層、中層和底層墊料間總體表現(xiàn)為表層高于中層，中層高于底層的規(guī)律，三者間表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：豬發(fā)酵床；類型；墊料；定位監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)： S828.4+6文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A[HK]

文章編號(hào)：1002-1302（2017）13-0201-08[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2016-09-06

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（編號(hào)：201203050-6）；江蘇省科技支撐計(jì)劃（農(nóng)業(yè)部分）（編號(hào)：BE2013436）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號(hào)：CX（15）1003-6]；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：桂科合15104001-25）。

作者簡(jiǎn)介：劉宇鋒（1980—），男，湖南湘陰人，博士，助理研究員，主要從事發(fā)酵床墊料資源化利用研究。E-mail：liuyufeng@jaas.ac.cn。

通信作者：張振華，博士，研究員，主要從事發(fā)酵床墊料資源化利用研究。E-mail：zhenhuaz70@hotmail.com。

[ZK）]

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；?、集約化模式的發(fā)展，畜禽糞便已成為我國(guó)農(nóng)村面源污染的主要來源之一[1-3]，日益成為限制畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。發(fā)酵床養(yǎng)豬是一種基于減少畜禽糞便排放與減輕環(huán)境污染的生態(tài)養(yǎng)殖新模式；其基本原理是利用活性功能微生物作為物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化器，通過自身繁殖與代謝活動(dòng)，分解木屑、稻殼和秸稈等碳源物料，降解畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的含氮糞尿排泄物，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖無排放、無污染、無臭氣，比較圓滿地解決規(guī)模畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境污染問題，構(gòu)建低成本、高產(chǎn)出、無污染的生態(tài)畜禽養(yǎng)殖體系，是畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一種新模式[4-6]。發(fā)酵床畜禽養(yǎng)殖技術(shù)于20世紀(jì)90年代引進(jìn)我國(guó)以來[7]，在我國(guó)部分?。ㄊ校┲鸩皆圏c(diǎn)應(yīng)用并本土化推廣示范，取得了良好的生態(tài)、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益[8-10]。

發(fā)酵床墊料是畜禽活動(dòng)場(chǎng)所，也是發(fā)酵微生物活動(dòng)區(qū)域和畜禽糞尿的主要載體[11-13]。發(fā)酵床墊料受墊料組分性質(zhì)、畜禽養(yǎng)殖種類與方式、畜禽養(yǎng)殖密度和養(yǎng)殖過程日常維護(hù)等因素影響，對(duì)其使用壽命影響較大，發(fā)酵床墊料管理維護(hù)成本的變化，進(jìn)而影響發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)的推廣與應(yīng)用。因此，發(fā)酵墊料是生態(tài)養(yǎng)豬的技術(shù)核心與管理的關(guān)鍵。發(fā)酵床墊料在使用期間墊料變化情況對(duì)發(fā)酵床使用和管理具有重要指導(dǎo)意義。

豬發(fā)酵床有多種分類方法。其中，發(fā)酵床墊料位置可分為地上式、地下式和半地下式3種類型[14]。同時(shí)也可以根據(jù)豬發(fā)育階段，將發(fā)酵床劃分為保育仔豬發(fā)酵床和普通種豬發(fā)酵床等。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)豬發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)改善生豬產(chǎn)量與品質(zhì)[8，15-16]、降低養(yǎng)殖與維護(hù)成本[4]、減少環(huán)境污染[17]、提高生豬抗病能力[18]、增加有機(jī)肥源[19]等方面進(jìn)行了大量研究。但目前對(duì)不同豬發(fā)酵床類型間墊料長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)相關(guān)報(bào)道還不多見，對(duì)豬發(fā)酵床墊料在長(zhǎng)期使用中墊料內(nèi)部變化情況綜合分析就更少。因此，本試驗(yàn)對(duì)豬發(fā)酵床不同類型、不同深度墊料的主要理化指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并結(jié)合環(huán)境因素進(jìn)行綜合分析，以期為生產(chǎn)中更好地應(yīng)用和推廣發(fā)酵床養(yǎng)豬模式提供數(shù)據(jù)參考和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1采樣設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年11月4日至2015年11月4日在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合動(dòng)物科學(xué)基地發(fā)酵床養(yǎng)豬試驗(yàn)場(chǎng)（32°29′15″N，118°36′42″E，海拔40 m）進(jìn)行，歷時(shí)1年。定位監(jiān)測(cè)發(fā)酵床類型為3種：地下式發(fā)酵床（underground fermentation bed，簡(jiǎn)稱UFB）；保育仔豬地下式發(fā)酵床（nursing piglets underground fermentation bed，簡(jiǎn)稱BPUFB ）；地上式發(fā)酵床（ground fermentation bed，簡(jiǎn)稱GFB）。每隔1個(gè)月對(duì)各定位觀測(cè)發(fā)酵床進(jìn)行觀測(cè)，統(tǒng)計(jì)各發(fā)酵床存欄生豬數(shù)量、生豬各發(fā)育階段數(shù)量，并測(cè)定氣溫等數(shù)據(jù)，對(duì)各發(fā)酵床進(jìn)行采樣，分析其主要理化指標(biāo)。各發(fā)酵床墊料均在表層鋪設(shè)木屑和稻殼，在底部添加麥秸作為主要墊料組成。

1.2樣品采集

使用自制發(fā)酵床墊料取樣器（直徑50 mm，長(zhǎng)度 1 000 mm，可采集750 mm深墊料）對(duì)各處理按“S”形5點(diǎn)法進(jìn)行樣品采樣，取樣完成后充分混合按四分法進(jìn)行收集，使用塑料封口袋密封保存。風(fēng)干處理進(jìn)行試驗(yàn)指標(biāo)分析。

1.3測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1墊料發(fā)酵溫度和環(huán)境條件變化使用DM6801A型便攜式數(shù)顯溫度探針對(duì)堆體表面（0～1 cm）、中層（20～30 cm）和底部（40～50 cm）進(jìn)行發(fā)酵溫度監(jiān)測(cè)，以“S”形5點(diǎn)位置測(cè)定法對(duì)相同發(fā)酵床類型各發(fā)酵堆層進(jìn)行5次測(cè)定，計(jì)算其平均值作為各堆層發(fā)酵溫度；同時(shí)測(cè)定環(huán)境溫度，測(cè)定在每天9：00～11：00進(jìn)行。

1.3.2墊料有機(jī)質(zhì)和粗灰分墊料有機(jī)質(zhì)含量和粗灰分采用灼燒法[20]進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3墊料pH值與電導(dǎo)率（EC）將風(fēng)干發(fā)酵墊料與去離子水分別按1 g ∶[KG-*3]5 mL比例混合，經(jīng)振蕩過濾后測(cè)定pH值與EC值。endprint

1.3.4墊料全效養(yǎng)分墊料全氮（N）、全磷（P）、全鉀（K）含量分析均采取H2SO4-H2O2法消煮，采用凱氏定氮法測(cè)定全N含量，釩鉬黃比色法測(cè)定全P含量，火焰光度法測(cè)定全K含量[21]。

[HTK]1.4數(shù)據(jù)處理與分析[HT]

方差分析用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件與通用線性模型單因素變量法進(jìn)行，并對(duì)3個(gè)發(fā)酵床類型、3個(gè)采樣深度各測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析。使用Origin 9.3統(tǒng)計(jì)作圖軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并作圖。

2結(jié)果與分析

2.1各發(fā)酵床存欄生豬數(shù)量與發(fā)育狀態(tài)

地下式發(fā)酵床、保育仔豬發(fā)酵床、地上式發(fā)酵床在1年的定位監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，分別有4、4、7個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)存在生豬養(yǎng)殖活動(dòng)（表1）。在對(duì)各發(fā)酵床養(yǎng)殖生豬狀態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，地下式發(fā)酵床以養(yǎng)殖仔豬和大豬為主，地上式發(fā)酵床以養(yǎng)殖中豬和大豬為主，保育仔豬發(fā)酵床以仔豬和中豬為主要發(fā)育狀態(tài)。

2.2各發(fā)酵床不同深度墊料溫度與環(huán)境溫度變化

地下式、保育仔豬和地上式發(fā)酵床發(fā)酵溫度均呈現(xiàn)為底部（40～50 cm）>中部（20～30 cm）>表面（0～20 cm）（圖1）。墊料表面溫度與環(huán)境溫度變化相似，隨著取樣墊料深度的增加，發(fā)酵溫度快速增加。0～20 cm表面發(fā)酵溫度變化與環(huán)境溫度波動(dòng)基本一致，表明其受環(huán)境溫度影響較大。而隨著墊料深度增加，發(fā)酵溫度逐步增加，中部（20～30 cm）發(fā)酵溫度高于表面溫度，表明發(fā)酵床墊料隨深度增加，發(fā)酵溫度受墊料內(nèi)自身發(fā)酵微生物活動(dòng)影響增大，而受環(huán)境變化影響減小。底部發(fā)酵溫度數(shù)據(jù)表明，在40～50 cm底部墊料深度發(fā)酵溫度最高，存在養(yǎng)殖生豬的時(shí)間段內(nèi)，發(fā)酵溫度達(dá)到40～50 ℃，與其他發(fā)酵床墊料發(fā)酵溫度相關(guān)研究基本一致[22]，可認(rèn)為是主要微生物代謝活動(dòng)區(qū)域。3種不同類型發(fā)酵床在定位監(jiān)測(cè)中后期，各深度墊料發(fā)酵溫度出現(xiàn)接近的現(xiàn)象，這可能與相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)，對(duì)應(yīng)發(fā)酵床未進(jìn)行生豬養(yǎng)殖活動(dòng)，導(dǎo)致發(fā)酵床墊料微生物活動(dòng)減弱，發(fā)酵床停止工作有關(guān)。

[HTK]2.3各發(fā)酵床不同深度墊料有機(jī)質(zhì)與粗灰分含量變化[HT]

地下式、保育仔豬和地上式發(fā)酵床不同深度墊料有機(jī)質(zhì)含量分析表明，表層（0～20 cm）和中層（20～30 cm）墊料有機(jī)質(zhì)含量較為接近，但表層墊料有機(jī)質(zhì)含量普遍高于中層墊料有機(jī)質(zhì)含量，表層和中層墊料有機(jī)質(zhì)含量均明顯高于底層（40～50 cm）發(fā)酵床墊料有機(jī)質(zhì)含量（圖2）。對(duì)地下式發(fā)酵床墊料在2014年12月4日至2015年3月4日的4個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，不同深度墊料有機(jī)質(zhì)含量基本符合表層墊料有機(jī)質(zhì)含量最高、中層次之、底層最低的規(guī)律；在2015年4月4日至2015年6月4日這個(gè)3個(gè)觀測(cè)時(shí)間點(diǎn)中，其墊料有機(jī)質(zhì)含量在不同深度出現(xiàn)波動(dòng)，底部墊料有機(jī)質(zhì)含量接近或高于中層墊料有機(jī)質(zhì)含量，這可能與發(fā)酵床停止工作和發(fā)酵床維護(hù)翻堆有關(guān)。而在2015年8月4日至2015年11月4日的4個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)，表層與中部有機(jī)質(zhì)含量較為接近，[JP2]而與底層墊料有機(jī)質(zhì)含量差距較大，其中在2015年8月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)，表層墊料有機(jī)質(zhì)含量（632.2 g/kg）和中部墊料有機(jī)質(zhì)[JP]含量（633.2 g/kg）分別較底部墊料有機(jī)質(zhì)含量（446.6 g/kg）增加41.6%和41.8%，這可能與7～8月監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)，該發(fā)酵床使用壽命到期后，更換新發(fā)酵床墊料，表層和中層部分接受新鮮豬糞尿，底層仍為墊料基本原料，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量偏低有關(guān)。對(duì)保育仔豬發(fā)酵床各深度墊料有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測(cè)中，表層和中部墊料有機(jī)質(zhì)含量一直較為接近，差異不明顯。而底層發(fā)酵床墊料的有機(jī)質(zhì)含量變化較大，在2014年12月4日至2015年2月4日的3個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)，底部墊料有機(jī)質(zhì)含量與表面、中部墊料有機(jī)質(zhì)含量接近；而在其后4個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)（2015年3月4日至2015年6月4日），底層有機(jī)質(zhì)含量較表層和中層降低12.8%～39.0%。在2015年7月4日、2015年9月4日和2015年10月4日的3個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)，底層墊料有機(jī)含量部分增加，這可能與相關(guān)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上存在仔豬養(yǎng)殖和養(yǎng)殖數(shù)量變化有關(guān)。地上式發(fā)酵床墊料有機(jī)質(zhì)含量在2014年12月4日和2015年6月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)底部>中層>表層的情況，可能與墊料被人為翻動(dòng)有關(guān)。而在其后5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（2015年1月4日至2015年5月4日）中，各墊料層有機(jī)質(zhì)含量均表現(xiàn)為表層>中層>底層，且變化幅度與養(yǎng)殖豬的類型和數(shù)量有較大關(guān)系。2015年7月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)有機(jī)質(zhì)含量出現(xiàn)較大波動(dòng)，與發(fā)酵床墊料重新更換有關(guān)。

對(duì)不同類型發(fā)酵床不同深度墊料粗灰分含量變化分析表明，不同發(fā)酵床底層墊料粗灰分含量基本上高于表面和中層墊料粗灰分含量，而表面和中層墊料粗灰分含量差異較小，保育仔豬墊料粗灰分含量在3種類型發(fā)酵床墊料中波動(dòng)最大（圖3）。對(duì)于地下式發(fā)酵床不同層次墊料粗灰分含量，在2014年12月4日至2015年3月4日的4個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)，表層和中層墊料的粗灰分含量均較為接近，但均低于底層墊料的粗灰分含量17.8%～33.9%。在2015年5月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，表層、中部和底層墊料粗灰分含量明顯降低，三者間含量變化錯(cuò)位，這可能與墊料被人為翻堆、墊料層次被打亂有關(guān)，此時(shí)的粗灰分含量變化也與同期有機(jī)質(zhì)含量分析推測(cè)結(jié)論一致。而在接下來5個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)（2015年7月4日至2015年11月4日）地下式發(fā)酵床墊料粗灰分含量與前期粗灰分含量變化趨勢(shì)類似，表層與中層粗灰分含量較為接近，底層粗灰分含量均高于表面和中部粗灰分含量，這可能與后5個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)中3個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)養(yǎng)殖了仔豬有關(guān)。

保育仔豬發(fā)酵床表面、中層粗灰分含量較為接近，底部墊料粗灰分含量明顯高于表面和中部。在2015年1月4日和2015年5月4日的2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，3個(gè)層次墊料粗灰分含量較為接近，與墊料被人為翻堆、堆層被打亂有關(guān)。地上式發(fā)酵床在2014年12月4日和2015年6月4日的2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，出現(xiàn)表層墊料粗灰分含量高于底層墊料的情況，這可能與墊料被人為翻動(dòng)有關(guān)，2015年7月4日監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)地上式發(fā)酵床3個(gè)層次墊料粗灰分含量較為接近，與重新更換墊料相關(guān)，這也與同期有機(jī)質(zhì)含量波動(dòng)的原因一致。endprint

2.4各發(fā)酵床不同深度墊料pH值與EC值變化

對(duì)3種不同類型發(fā)酵床不同深度墊料pH值分析發(fā)現(xiàn)，不同類型發(fā)酵床不同深度墊料pH值波動(dòng)較大，表面、中部和底部墊料pH值在不同發(fā)酵床類型間無明顯相似變化趨勢(shì)（圖4）。地下式發(fā)酵床各堆層墊料在2014年12月4日和2015年1月4日的2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)各層次墊料pH值表現(xiàn)為表層>中層>底層。而在2015年2月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，地下式發(fā)酵床3個(gè)層次墊料pH值幾乎一致，可能與更換墊料有關(guān)。在其后9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中3個(gè)不同墊料深度pH值多數(shù)表現(xiàn)為底層>中層>表面。其中在2015年6月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)不同現(xiàn)象，可能與墊料被人為翻堆有關(guān)。保育仔豬發(fā)酵床底部墊料pH值在1年12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，均高于對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的表面和底部墊料pH值，而表面和中層墊料pH值波動(dòng)較大。地上式發(fā)酵床底部墊料pH值在2015年1月4日至2015年4月4日4個(gè)發(fā)酵監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)，各層次墊料pH值排序?yàn)榈讓?中層>表層，而在2015年5月4日至2015年7月4日這3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，3個(gè)墊料層次pH值出現(xiàn)較大波動(dòng)，這可能與墊料翻耕有關(guān)。而在2015年8月4日以后的3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的3個(gè)層次墊料pH值整體表現(xiàn)為表層墊料pH值最高，而中部與底部墊料pH值波動(dòng)較大。[FL）]

[FK（W12][TPLYF4.tif][FK）]

[FL（2K2]不同類型發(fā)酵床不同深度墊料EC值分析表明，不同類型發(fā)酵床墊料EC值一般表現(xiàn)為表層>中層>底層（圖5）。地上式發(fā)酵床在2015年2月4日和2015年8月4日各深度墊料出現(xiàn)2個(gè)不同峰值，其中2015年8月4日的峰值最大，這與對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)養(yǎng)殖生豬和生豬養(yǎng)殖數(shù)量密切相關(guān)。保育仔豬發(fā)酵床在2015年2月4日、2015年8月4日和2015年11月4日等3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)峰值，而在這3個(gè)時(shí)間點(diǎn)附近，均出現(xiàn)生豬養(yǎng)殖活動(dòng)。2015年9月4日的監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，3個(gè)發(fā)酵床墊料的底層EC值高于表層，這可能與墊料被翻動(dòng)有關(guān)。地上式發(fā)酵床各深度墊料變化規(guī)律不太明顯，而2015年4月4日和2015年8月4日等2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)2個(gè)峰值，其中在2015年4月4日監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)上，各層次墊料EC值排序?yàn)橹袑?底層>表層，這可能與墊料層次被人為翻動(dòng)有關(guān)。

[HTK]2.5各發(fā)酵床不同深度墊料全N、全P和全K含量變化[HT]

地下式、保育仔豬和地上式發(fā)酵床不同深度全N含量分析發(fā)現(xiàn)，地下式和保育仔豬發(fā)酵床各深度墊料全N含量均較為接近（圖6）。而在地上式發(fā)酵床全N含量整體高于地下式和保育仔豬發(fā)酵床；各堆層墊料全N含量一般呈現(xiàn)表層>中層>底層。地下式發(fā)酵床在2015年5月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)各墊料全N含量較為接近，這與墊料翻堆有關(guān)。同時(shí)，在2015年1月4日至2015年7月4日的7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)全N含量均維持較低水平，這與這一階段墊料無生豬養(yǎng)殖有關(guān)。保育仔豬發(fā)酵床在2015年1月4日和2015年5月4日這2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)各堆層全N含量相近，這與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行墊料翻堆有關(guān)。保育仔豬發(fā)酵床從2015年7月4日后，發(fā)酵床墊料全N含量逐步提高，這與后期存在生豬養(yǎng)殖有關(guān)。地上式發(fā)酵床全N含量普遍高于地下式和保育仔豬發(fā)酵床，這與3個(gè)發(fā)酵床類型中在監(jiān)測(cè)點(diǎn)存在的生豬養(yǎng)殖活動(dòng)最為頻繁相關(guān)。在2014年12年4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)中地上式發(fā)酵床表層、中層和底部墊料全氮含量較為接近，與墊料翻堆相關(guān)。2015年7月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)墊料全N含量接近，這與墊料重新更換相關(guān)。

從地下式、保育仔豬和地上式發(fā)酵床不同深度墊料全P含量數(shù)據(jù)分析表明，地上式發(fā)酵床全P含量在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)高于地下式發(fā)酵床和保育仔豬發(fā)酵床（圖7）。地下式發(fā)酵床各深度墊料全P含量在前期5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（2014年12月4日至2015年4月4日）中層墊料全P含量多數(shù)高于表層全P含量，這可能與P隨豬糞尿逐步滲透相關(guān)，而由于人工墊料翻堆處理，2015年1月4日墊料中底層墊料全P含量高于其對(duì)應(yīng)的表層和中層。由于墊料翻堆，2015年5月4日監(jiān)測(cè)點(diǎn)3個(gè)層次墊料全P含量接近。隨后，地下式發(fā)酵床出現(xiàn)生豬養(yǎng)殖，各深度墊料全P含量出現(xiàn)不同程度上升，表明全P增加較多，而中部與底部增幅較小。地上式發(fā)酵床由于畜禽養(yǎng)殖時(shí)間較長(zhǎng)，各深度墊料全P含量均高于其他2個(gè)類型的發(fā)酵床。由于2015年6月4日地上式墊料進(jìn)行翻堆處理，表層、中層和底部墊料全P含量幾乎相同，后期隨著養(yǎng)殖生豬活動(dòng)的進(jìn)行，墊料各層次全P含量繼續(xù)增加。[FL）]

[FK（W13][TPLYF7.tif；S+2mm][FK）]

[FL（2K2]從3種類型發(fā)酵床不同深度墊料全K含量變化發(fā)現(xiàn)，3個(gè)層次墊料的全K含量主要表現(xiàn)為底層>中層>表層（圖8）。地下式發(fā)酵床在2014年12月4日和2015年5月4日2個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)上，因?yàn)閴|料翻堆，3個(gè)深度墊料全K含量接近。由于連續(xù)7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)沒有發(fā)現(xiàn)生豬養(yǎng)殖活動(dòng)，各層次墊料全K含量較低，監(jiān)測(cè)后期出現(xiàn)生豬養(yǎng)殖活動(dòng)，墊料中全K含量上升。保育仔豬發(fā)酵床在使用過程中（2015年1月4日、2015年5月4日）出現(xiàn)2次翻堆情況，各層次墊料全K含量接近，但2015年1月4日至2015年6月4日沒有出現(xiàn)連續(xù)生豬養(yǎng)殖活動(dòng)，墊料各層次全K含量保持較低水平，但底層墊料全K含量呈逐步增加趨勢(shì)。地上式發(fā)酵床在前5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（2014年12月4日至2015年4月4日）存在較高強(qiáng)度生豬養(yǎng)殖活動(dòng)，墊料全K含量逐步增加，隨著2015年6月4日墊料翻堆，表層、中層和底層墊料全K含量出現(xiàn)下降。后期隨著發(fā)酵床生豬養(yǎng)殖的恢復(fù)，墊料中全K含量逐步上升。

2.6各發(fā)酵床相同深度墊料各供試指標(biāo)相關(guān)分析

對(duì)3個(gè)發(fā)酵床中表層、中層和底層墊料各數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，由表3可知，表層墊料發(fā)酵溫度與環(huán)境溫度存在極顯著正相關(guān)（P<0.01），這也與前期不同發(fā)酵床類型各層次發(fā)酵溫度的研究結(jié)果一致。而表層墊料發(fā)酵溫度與養(yǎng)殖生豬狀態(tài)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。表層墊料pH值與人工翻堆、更換墊料情況呈正相關(guān)。表層墊料EC值與環(huán)境溫度、墊料溫度呈極顯著正相關(guān)。表層墊料有機(jī)質(zhì)含量與發(fā)酵床類型呈顯著負(fù)相關(guān)，與翻堆情況呈極顯著正相關(guān)，與更換墊料呈極顯著負(fù)相關(guān)。粗灰分含量與表層墊料溫度、EC值呈極顯著正相關(guān)，與翻堆情況、有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；表層墊料全N含量與發(fā)酵床類型、存欄生豬數(shù)量和狀態(tài)呈極顯著正相關(guān)，與EC值呈顯著正相關(guān)；表層墊料全P含量與發(fā)酵床類型、存欄生豬數(shù)量、pH值和全N含量呈極顯著正相關(guān)。表層墊料全K含量與發(fā)酵床類型、存欄生豬數(shù)量、pH值、粗灰分含量、全N含量、全P含量呈極顯著正相關(guān)，而與環(huán)境溫度、翻堆情況、墊料更換、有機(jī)質(zhì)含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。endprint

[FL（2K2]對(duì)中層墊料各供試指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，由表4可知，中層墊料溫度與環(huán)境溫度無明顯相關(guān)性。存欄生豬數(shù)量與中層墊料溫度呈顯著正相關(guān)。中層墊料pH值與發(fā)酵床類型、生豬發(fā)育情況、翻堆情況和更換墊料情況存在顯著或極顯著正相關(guān)，而中層墊料的EC值與墊料翻堆情況呈極顯著負(fù)相關(guān)。有機(jī)質(zhì)含量與環(huán)境溫度、墊料更換和中層墊料的EC值呈極顯著負(fù)相關(guān)，而與中層墊料的翻堆情況呈顯著正相關(guān)。中層墊料粗灰分含量與發(fā)酵床墊料類型、環(huán)境溫度變化、生豬發(fā)育狀態(tài)、墊料更換、pH值和EC值呈顯著或極顯著正相關(guān)，其中與發(fā)酵床類型、墊料更換和EC值存在極顯著正相關(guān)，而與存欄生豬數(shù)量和中層墊料有機(jī)質(zhì)含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。中層墊料全N含量與發(fā)酵床類型、存欄生豬數(shù)量、生豬發(fā)育狀態(tài)存在極顯著正相關(guān)，而與環(huán)境溫度呈負(fù)相關(guān)。中層墊料全P含量與存欄生豬數(shù)量和墊料全P含量呈極顯著正相關(guān)，而與環(huán)境溫度、墊料更換、粗灰分含量呈顯著負(fù)相關(guān)。中層墊料的全K含量與發(fā)酵床類型、存欄生豬數(shù)量、墊料全N含量、全P含量呈極顯著正相關(guān)，而與環(huán)境溫度、翻堆情況呈負(fù)相關(guān)。

[FL（2K2]對(duì)不同發(fā)酵床類型底層墊料各數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，表5表明，翻堆情況與底層墊料溫度呈顯著正相關(guān)。底層墊料pH值與翻堆情況和墊料更換情況呈正相關(guān)。底層墊料的EC值與底層墊料溫度、翻堆情況和底層墊料的pH值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。底層墊料有機(jī)質(zhì)含量與底層墊料溫度、墊料翻堆情況呈正相關(guān)，與發(fā)酵床類型、墊料更換和底層墊料EC值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。底層墊料粗灰分含量與發(fā)酵床類型、底層墊料EC值呈顯著或極顯著正相關(guān)，而與底層墊料溫度、墊料翻堆情況、底層墊料有機(jī)質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)。底層墊料全N含量與發(fā)酵床類型、存欄生豬數(shù)量、生豬發(fā)育階段和底層墊料EC值存在顯著或極顯著正相關(guān)。底層墊料全P含量與發(fā)酵床類型、存欄生豬數(shù)量、底層墊料pH值和全N含量呈正相關(guān)，與底層墊料溫度呈顯著負(fù)相關(guān)。底層墊料全K含量與存欄生豬數(shù)量、底層墊料pH值、粗灰分含量、全N和全P含量呈極顯著正相關(guān)，與環(huán)境溫度、墊料溫度、墊料翻堆情況、墊料更換和底層墊料有機(jī)質(zhì)含量顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。

3討論與結(jié)論

我國(guó)各地在構(gòu)建發(fā)酵床時(shí)，依據(jù)各地下水位情況，對(duì)發(fā)酵床進(jìn)行了各種改造。在地下水位高的地方，要采用地上式或半地下式發(fā)酵床，地上式發(fā)酵床的墊料層位于地平面以上，需要修建獨(dú)立的架空層，讓墊料與土壤地下水隔離，以防被地下水浸濕。因此，地上式發(fā)酵床比較適用于我國(guó)南方。水位低的地區(qū)（地下水位低于1.5 m以下），直接在地表開挖坑道，地下式墊料位于地平面以下，床面與地面保持平行，節(jié)約建筑成本，便于管理。這種發(fā)酵床適用于我國(guó)北方地區(qū)。

發(fā)酵床畜禽養(yǎng)殖技術(shù)的核心就是通過墊料中微生物代謝活動(dòng)，降解畜禽糞便，實(shí)現(xiàn)無污染、零排放的生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)[6]。發(fā)酵床升溫及維持溫度的狀況是發(fā)酵床養(yǎng)豬工藝的重要參數(shù)之一，溫度的變化能反映墊料內(nèi)部微生物活性的變化。為期1年的定位監(jiān)測(cè)表層墊料溫度變化趨勢(shì)與表層墊料各指標(biāo)間相關(guān)分析表明，表層墊料溫度受環(huán)境溫度變化影響明顯。中層和底部墊料溫度與環(huán)境溫度的相關(guān)分析表明，中層溫度與環(huán)境溫度相關(guān)性不明顯，而且底層溫度與環(huán)境溫度呈負(fù)相關(guān)；3種發(fā)酵床類型的底層溫度，在監(jiān)測(cè)期間均高于中層溫度和表層溫度，表明底層墊料是主要的發(fā)酵床墊料發(fā)酵活動(dòng)層。同時(shí)發(fā)現(xiàn)表層、中層和底層墊料溫度在不同類型發(fā)酵床間差異不明顯；各層次發(fā)酵床溫度與生豬養(yǎng)殖有無和養(yǎng)殖強(qiáng)度有較大關(guān)系，相關(guān)分析表明，表層、中層和底層墊料溫度與存欄生豬數(shù)量存在正相關(guān)。同時(shí)，存在生豬養(yǎng)殖階段，3種發(fā)酵床類型各墊料溫度普遍較高，發(fā)酵活動(dòng)較為活躍，表層、中層和底層發(fā)酵溫度差異較大，而長(zhǎng)時(shí)間沒有生豬養(yǎng)殖階段，發(fā)酵床墊料各層次發(fā)酵溫度差異減弱，發(fā)酵床停止工作。

因?yàn)樯i養(yǎng)殖過程中，其糞尿主要集中釋放在墊料表面，并隨著新鮮豬糞不斷排入發(fā)酵床中并經(jīng)生豬的踩踏、拱動(dòng)，滲入發(fā)酵床墊料內(nèi)部，有機(jī)質(zhì)含量在3個(gè)發(fā)酵床類型間大致表現(xiàn)出表層>中層>底部的規(guī)律。由于翻堆等人工活動(dòng)，打亂了墊料的原有層次，有機(jī)質(zhì)在不同堆層間變化趨同，相關(guān)分析也表明墊料翻堆情況對(duì)表層、中層和底層墊料的有機(jī)質(zhì)含量均有一定影響。不同發(fā)酵床類型間，由于養(yǎng)殖發(fā)酵床生豬的數(shù)量、類型、周期不同，墊料不同深度有機(jī)質(zhì)含量變化也不相同，地上式發(fā)酵床因養(yǎng)殖生豬最多，時(shí)間最長(zhǎng)，墊料有機(jī)質(zhì)含量均高于地下式發(fā)酵床和保育仔豬發(fā)酵床，而地下式發(fā)酵床因養(yǎng)殖大中豬為主，各層次墊料有機(jī)質(zhì)含量又高于主要以養(yǎng)殖仔豬為主的保育仔豬發(fā)酵床。

發(fā)酵床墊料粗灰分含量在地下式、保育仔豬和地上式發(fā)酵床間，因生豬養(yǎng)殖數(shù)量、養(yǎng)殖強(qiáng)度、翻堆和墊料更換情況不同，存在一定差異，[JP2]地上式發(fā)酵床粗灰分含量總體高于地下式和保育仔豬發(fā)酵床；保育仔豬發(fā)酵床表層和中層墊料粗灰分含量與地下式發(fā)酵床表層和中層墊料粗灰分含量變化趨勢(shì)較接近，而保育仔豬發(fā)酵床底層墊料粗灰分含量較高，與養(yǎng)殖生豬為仔豬、糞尿排泄強(qiáng)度較低、其底層墊料發(fā)酵活動(dòng)低密切相關(guān)。相關(guān)分析也表明，3個(gè)類型發(fā)酵床底層墊料粗灰分含量與養(yǎng)殖生豬發(fā)育狀態(tài)呈負(fù)相關(guān)；即豬發(fā)育狀態(tài)越低，底層墊料粗灰分含量越高，豬發(fā)育狀態(tài)越高，底層墊料粗灰分含量越低。[JP]

發(fā)酵床發(fā)酵過程依賴于微生物的作用，而微生物好氧發(fā)酵適宜的pH值一般為6.0～8.5，適宜的pH值可使微生物有效地發(fā)揮作用，pH值太高或太低都會(huì)影響好氧發(fā)酵的效率[23]。地上式、保育仔豬和地下式發(fā)酵床等各墊料pH值均在7.0～8.7范圍波動(dòng)。在發(fā)酵床進(jìn)行生豬養(yǎng)殖階段，對(duì)于各發(fā)酵床類型，隨著養(yǎng)殖時(shí)間延長(zhǎng)，pH值均呈上升趨勢(shì)。在地下式和地上式發(fā)酵床表層、中層和底層墊料pH值一般表現(xiàn)為底層>中層>表層，而由于翻堆與換料較頻繁，在保育仔豬發(fā)酵床中這種趨勢(shì)表現(xiàn)并不明顯。

墊料電導(dǎo)率的變化趨勢(shì)反映了墊料鹽分濃度變化。地下式、保育仔豬和地上式發(fā)酵床在12個(gè)月的觀測(cè)周期內(nèi)，均出現(xiàn)較大波動(dòng)，這與生豬養(yǎng)殖時(shí)間、養(yǎng)殖生豬發(fā)育階段、養(yǎng)殖強(qiáng)度、墊料翻堆和墊料更換密切相關(guān)。3種發(fā)酵床類型表面、中層和底層墊料EC值與翻堆情況呈極顯著負(fù)相關(guān)。在墊料剛更換和翻堆的情況下，由于表層墊料首先接觸到豬糞尿，一般3個(gè)層面EC值表現(xiàn)為表層>中層>底層；同時(shí)，在未翻堆和換料情況下，隨生豬養(yǎng)殖時(shí)間延長(zhǎng)，3個(gè)層面EC值差距縮小并逐步上升。endprint

墊料中氮素的變化主要是受養(yǎng)殖畜禽糞尿的積累和自身發(fā)酵微生物轉(zhuǎn)化的影響，氮素轉(zhuǎn)化主要包括2個(gè)方面：氮素的固定和釋放。氮素含量降低主要是由于有機(jī)氮的礦化和持續(xù)性氨的揮發(fā)以及硝態(tài)氮的反硝化[23]。由于表層墊料首先接受豬糞尿，其全N含量增加較快，而隨著豬糞尿滲入墊料內(nèi)部，自身發(fā)酵過程的進(jìn)行，中層和底部墊料全N含量逐步增加；但隨著翻堆和更換新墊料，不同墊料類型各層次墊料全N含量又趨于一致。同時(shí)環(huán)境溫度對(duì)不同墊料類型表層、中層和底部墊料全N含量有較大影響，相關(guān)分析表明3個(gè)層次墊料全N含量與環(huán)境溫度均呈負(fù)相關(guān)，表明隨著環(huán)境溫度增加，各墊料全N含量均有不同程度下降，表層墊料全N含量隨溫度變化降低較為明顯，這與環(huán)境溫度升高、硝化作用增強(qiáng)有關(guān)。

墊料全P和全K作為不可揮發(fā)物質(zhì)，含量隨著生豬在墊料養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)、豬糞尿的積累和下滲逐步增加。對(duì)地下式、保育仔豬和地上式發(fā)酵床墊料的表面、中層和底層墊料全P和全N含量分析發(fā)現(xiàn)，墊料使用早期，表層墊料全P和全N含量均不同程度地高于中層和底層，隨著使用周期的延長(zhǎng)，3層墊料全P和全N含量整體逐步升高。地下式發(fā)酵床前期全P含量波動(dòng)較大，其他2種類型發(fā)酵床全P含量除更換墊料外，差異不明顯。除受翻堆和更換墊料影響，3種發(fā)酵床類型全K含量，在表層、中層和底層墊料間差異不明顯。盛清凱等研究表明，隨著墊料深度的增加，總N含量逐漸降低，總P含量也是深層略低于表層墊料[24]，與本研究結(jié)果相近。

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