異位發(fā)酵床處理籠養(yǎng)蛋鴨糞污效果初探

張磊，鐘志勇，夏宗群，丁君輝，張國生，管業(yè)坤

（江西省畜牧技術(shù)推廣站，江西南昌330046）

蛋鴨養(yǎng)殖是江西省傳統(tǒng)畜牧產(chǎn)業(yè)，為全國乃至東南亞國家鮮鴨蛋及鴨蛋制品的市場供應(yīng)提供了保障。鴨由于生理排泄特點，糞污的含水量較高，粘度大，特別是集約化鴨場，集糞池中糞污如不及時處理，會迅速腐敗發(fā)酵，加大鴨糞處理難度。

近年來，國內(nèi)興起的發(fā)酵床養(yǎng)鴨技術(shù)一定程度上實現(xiàn)了“糞污零排放”、“資源化利用”，但多是原位發(fā)酵床技術(shù)集中在肉鴨養(yǎng)殖中的推廣和研究[1]，即在肉鴨圈舍內(nèi)鋪一層含有特殊菌種的墊料將肉鴨糞污進(jìn)行原位降解的模式。另外一些學(xué)者探索試驗了異位發(fā)酵床模式處理畜禽糞污方式，與傳統(tǒng)的發(fā)酵床養(yǎng)殖相比較，異位發(fā)酵床養(yǎng)殖消除了疾病傳播風(fēng)險，同時也解決了高溫對畜禽生產(chǎn)造成的應(yīng)激。

目前，有關(guān)異位發(fā)酵床處理蛋鴨糞污的研究鮮有報道。翁明忠試驗表明[2]，異位發(fā)酵床技術(shù)在奶牛場糞污處理中的應(yīng)用是可行的，該技術(shù)有成本低、耗料少、效益高、操作簡單、發(fā)酵過程動態(tài)持續(xù)等優(yōu)點，既解決了奶牛養(yǎng)殖過程中的環(huán)境污染問題，又實現(xiàn)了牛場糞污的資源高效循環(huán)利用。馮曉巍研究表明[3]，異位發(fā)酵床養(yǎng)豬能大大降低工人的勞動強度和節(jié)省用水，可在干清糞基礎(chǔ)上節(jié)約用水80%～90%。本研究借鑒異位發(fā)酵床在其它畜種的應(yīng)用研究經(jīng)驗，將異位發(fā)酵床技術(shù)應(yīng)用于處理蛋鴨糞污，探討異位發(fā)酵床對籠養(yǎng)蛋鴨糞污發(fā)酵效果的影響，為家禽糞污資源化利用提供基礎(chǔ)性依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 異位發(fā)酵床設(shè)計

本試驗設(shè)置單棟異位發(fā)酵床長寬高分別為60m、4m、1.8m，發(fā)酵床地面水泥硬化并做防滲處理，墻體為土建24墻體。發(fā)酵床上空設(shè)置鋼架棚，呈人字形，地面距離大棚兩側(cè)外沿最低點為5m，最高點7m，棚頂采用透光瓦，鋼架棚的兩側(cè)外沿距離發(fā)酵床床體60cm。防止雨水進(jìn)入發(fā)酵床面和墻壁便于清洗、消毒，堅固耐用。在發(fā)酵床縱向一側(cè)橫截面設(shè)置水泥導(dǎo)流槽，其底部從一側(cè)向糞污暫存池側(cè)傾斜。導(dǎo)流槽寬度為30 cm，其底部從一側(cè)至另一側(cè)傾斜，傾斜角度為1%，導(dǎo)流槽側(cè)深度為10 cm。翻拋機為市購普通翻拋機，翻拋機架于發(fā)酵床兩側(cè)墻體上，發(fā)酵床兩側(cè)墻體上設(shè)置滑道，翻拋機可在發(fā)酵床上縱向前后移動,翻拋機的翻拋深度為1.5 m。

1.2 試驗時間地點

試驗在江西省南昌市某籠養(yǎng)蛋鴨養(yǎng)殖基地進(jìn)行。該場存欄蛋鴨1.2萬羽，測量糞污產(chǎn)生量平均為5.85m3/d。試驗充分考慮到南方季候特點，試驗時間為2019年12月到2020年8月，歷時9個月，環(huán)境溫度變化范圍為3℃～35℃。

1.3 預(yù)發(fā)酵處理

根據(jù)當(dāng)?shù)匚镔Y實情，選擇谷殼和鋸末為發(fā)酵基料，混合比例為6：4，添加發(fā)酵菌劑（來自河南鶴壁某生物技術(shù)發(fā)展有限公司，呈粉末狀，含有能分解有機物料中的真菌、細(xì)菌、絲狀菌、酵母菌等多種菌株及相關(guān)酶類），按照混勻后物料的總重量的1‰投放，即1kg發(fā)酵劑發(fā)酵10m3發(fā)酵基料,混勻并靜止發(fā)酵24h。

1.4 試驗設(shè)計

試驗發(fā)酵床為東西走向，發(fā)酵基料與發(fā)酵菌劑混勻后，隔天噴灑糞污（經(jīng)測鴨糞含水率為90.17%），每次噴灑糞污量約為10m3,噴灑糞污后靜止24h后，再進(jìn)行翻拋。試驗期間每隔3d噴灑糞污一次、每隔3d翻拋基料1次，以增加基料含氧量。適時添補發(fā)酵基料，整個發(fā)酵期保持堆體1.5m～1.6m的高度。

1.5 指標(biāo)檢測

整條發(fā)酵床分東西兩端及中間設(shè)置三個點，每個 點 每 天8:00、14:00、18:00分 別 在 表 層30cm、60cm、90cm深處測量溫度并記錄。試驗每隔30d左右在發(fā)酵床各位點3個深度取樣混合后送檢。每份樣品送檢測機構(gòu)檢測含水率、有機質(zhì)、pH、TN、TP、有效磷、總糞大腸桿菌、As、Hg、Pb、Cr、Cd、K、Zn等。

1.6 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel2017進(jìn)行統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基料溫度的變化

圖1 基料發(fā)酵溫度變化

由圖1可知，試驗初始時間2019年12月～2020年2月，基料60cm深度平均發(fā)酵溫度最高，其次為90cm深度，30cm深度平均溫度最低；2020年2月～2020年8月基料平均溫度由高到低分別是30cm深度、60cm深度、90cm深度。整個試驗期基料30cm深度最高溫度為61.8℃、60cm深度最高溫度為52.6℃、90cm深度最高溫度為49.1℃。

2.2 基料含水率和pH的變化

試驗期通過對異位發(fā)酵床基料含水率及pH的測定，結(jié)果表明,試驗初期基料含水率和pH值最高，隨著蛋鴨糞污的添加及基料的發(fā)酵，基料含水率變化范圍在59.2%～67%，平均值為64.6%；pH變化范圍在7.14～8.1，平均值為7.70，見表1。

表1 異位發(fā)酵床含水率及pH的變化

2.3 基料有機質(zhì)及主要養(yǎng)分含量的變化

試驗期有機質(zhì)含量有所下降，TN含量變化不明顯，有機質(zhì)在試驗初含量最高為0.85%，TN在試驗初期含量為12.7g/kg；TP、有效磷、K含量呈緩慢上升趨勢。TP最高含量為34.5g/kg，有效磷最高含量為6.33g/kg，K含量最高含量為41.4g/kg,見表2。

表2 基料有機質(zhì)、總氮、總磷等含量的變化 g/kg

2.4 基料重金屬含量的變化

通過對相關(guān)重金屬含量的檢測，As、Cr、Cd、Pb、Zn的含量呈緩慢上升，最高值分為6.08 mg/kg、21.40 mg/kg、0.31 mg/kg、8.30 mg/kg、562 mg/kg。Hg的含量變化不明顯，其中Zn的富集含量呈倍數(shù)增加，明顯高于其他重金屬富集程度，見表3。

表3 基料重金屬含量的變化 mg/kg

3 討論

3.1 對基料發(fā)酵溫度的影響

利用異位發(fā)酵床好氧處理蛋鴨糞便是一個發(fā)酵產(chǎn)熱的過程。本試驗發(fā)酵床發(fā)酵溫度符合《糞便無害化衛(wèi)生要求》（GB7959-2012）[4]，用異位發(fā)酵床處理蛋鴨糞污達(dá)到了好氧發(fā)酵效果。試驗初期，由于室外環(huán)境較低，發(fā)酵床60cm、90cm深度處溫度較30cm處較高，從2019年12月份直至試驗結(jié)束，發(fā)酵床溫度高低排序為30cm、60cm、90cm。分析隨著外部氣溫的逐漸增高及發(fā)酵床內(nèi)部的微生物不斷好氧發(fā)酵，發(fā)酵床產(chǎn)生大量的熱量，發(fā)酵床溫度不斷升高。整個試驗期，基料定期用翻拋機進(jìn)行翻拋，增加氧氣流動，但床體底層通氣相對于上層，氧氣含量仍較低，導(dǎo)致底層發(fā)酵偏慢溫度低于上層。故宜在床體底部增設(shè)好氧通氣裝置，增加床體底部氧氣含量，加快床體發(fā)酵進(jìn)程。

3.2 對基料含水率和pH的影響

本試驗用鋸末和谷殼作為發(fā)酵基料，這種混合優(yōu)勢在于提高鋸末的透氣性，鋸末碳氮比含量高，疏松多孔，保水性好，最耐發(fā)酵，可以延長墊料的使用年限。有研究表明發(fā)酵床含水量應(yīng)處于50%～65%，才有利于微生物的好氧發(fā)酵[5]，本試驗期間基料含水率變化范圍在59.2%～67%，平均值為64.6%，適宜基料好氧發(fā)酵。pH是菌體微生物生長和代謝中重要環(huán)境因素。有研究表明在發(fā)酵床處理畜禽糞污的發(fā)酵體系中[6]，細(xì)菌適宜的pH生長環(huán)境為7～7.5，處于弱堿性環(huán)境適宜微生物好氧發(fā)酵。劉波試驗研究發(fā)現(xiàn)異位發(fā)酵床最佳pH值范圍為6.8～8.0[7]，本試驗中的pH值滿足異位發(fā)酵床好氧發(fā)酵的條件。

3.3 鴨糞污濕度對異位發(fā)酵床發(fā)酵溫度的影響

水分影響微生物的新陳代謝，關(guān)系著基料發(fā)酵速度和時間[8]。發(fā)酵初期，墊料中含有大量的易分解的可溶性有機物質(zhì)，如單糖、脂肪和碳水化合物，嗜溫性微生物利用這些有機物料，同時釋放能量，溫度迅速升高[9～10]。本試驗中，鴨由于生理排泄特點，糞污的含水量較高，粘度大，特別是集約化鴨場，測得籠養(yǎng)蛋鴨糞污含水率平均值為90.17%。本試驗中測得基料最高溫為61.8℃，可能是由于試驗用鴨糞的含水率在90%左右，發(fā)酵過程中墊料的有機物質(zhì)不斷分解產(chǎn)生熱量，被水分大量蒸發(fā)帶走，造成發(fā)酵溫度達(dá)到60℃以上維持時間較短。

3.4 對基料有機質(zhì)及主要養(yǎng)分含量的影響

本試驗中，發(fā)酵床隨著時間的增加，基料中的有機質(zhì)、TN含量變化不明顯，這可能與鴨糞污太稀及不斷增加基料有關(guān)。TP、K含量逐步增加與何芙蓉研究結(jié)果一致[11]。趙國華等對嘉興某發(fā)酵床肥育豬舍使用1年和2年不同深度發(fā)酵床墊料的組分變化和微生物群落變化進(jìn)行了監(jiān)測[12]，發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)酵床使用時間的延長，TN、TP、K含量均顯著增加。晏婷研究表明異位發(fā)酵床在處理肉鴨糞污并提升堆料養(yǎng)分含量將其轉(zhuǎn)化為有機肥方便發(fā)揮重要作用[13]。通過本試驗結(jié)果初步分析，蛋鴨糞污通過異位發(fā)酵床處理后，可為后續(xù)有機肥生產(chǎn)提供基礎(chǔ)基料。

3.5 對基料重金屬含量的影響

隨著發(fā)酵床使用時間變長，As、Cr、Cd、Pb、Zn的含量逐步增加,含量在城市污水處理污泥標(biāo)準(zhǔn)限量內(nèi)。Zn含量的富集程度呈倍數(shù)增長，在蛋鴨飼養(yǎng)過程中，一般飼料中會添加較多的含Zn等添加劑，增加動物采食量，促進(jìn)動物生長，導(dǎo)致蛋鴨糞便中Zn的含量成倍增長，而墊料中微生物無法轉(zhuǎn)化或去除過多的Zn元素，因此大量富集于基料中。

試驗期間，發(fā)酵床異味輕、蚊蠅少，且尚未出現(xiàn)死床現(xiàn)象。

4 結(jié)論

異位發(fā)酵床處理籠養(yǎng)蛋鴨糞污，由于鴨糞污含水率高特點，異位發(fā)酵床高溫發(fā)酵期維持時間短，但整個發(fā)酵期發(fā)酵床的溫度、含水率和pH值都符合發(fā)酵床好氧發(fā)酵的適宜范圍；隨著發(fā)酵時間增加，發(fā)酵床中的As、Cr、Cd、Pb、Zn的含量富集程度增加；只要管理適當(dāng)，異位發(fā)酵床可有效使用較長時間。綜上所述，用異位發(fā)酵床處理籠養(yǎng)蛋鴨糞污總體可行；發(fā)酵床有機質(zhì)、重金屬含量的相關(guān)變化有待進(jìn)一步試驗觀察；鴨糞污的高效資源化利用有待進(jìn)一步探討。