耿廣耀 朱迎娣 王愛善

(上海動物園，上海，200335)

發(fā)酵床技術是一種基于微生態(tài)理論和生物發(fā)酵理論，利用復合菌劑將動物糞便通過微生物分解的新型生態(tài)養(yǎng)殖技術[1-2]。發(fā)酵床技術以廣泛應用于奶牛、豬、種鴨等多種家畜家禽的飼養(yǎng)[3-5]，在家畜家禽中具有糞污無害化，提升飼養(yǎng)環(huán)境質量，降低動物發(fā)病率，減少抗生素等藥物的使用等優(yōu)點[6-7]，但發(fā)酵床技術在野生動物飼養(yǎng)中的應用未見報道。

目前在上海動物園內，圈養(yǎng)著多種來自熱帶或亞熱帶地區(qū)的珍稀動物，大多數展區(qū)地面為水泥地面，每天需要對籠舍進行清洗，耗水量巨大且冬季需要保暖，在展出效果、能耗等方面并未注重低碳環(huán)保、關注動物福利，并不符合現代動物園的發(fā)展要求。本研究以上海動物園圈養(yǎng)的山魈(Mandrillussphinx)為例，將飼養(yǎng)籠舍分為有發(fā)酵床的試驗組和無發(fā)酵床的對照組，試驗組不采取任何保暖形式，對照組11月至次年2月采用電油汀保暖，比較2籠舍溫濕度、有毒有害氣體等理化性質和山魈血常規(guī)、血生化等指標，探討發(fā)酵床技術在山魈飼養(yǎng)管理中的應用，建立動物展區(qū)發(fā)酵床模型和低碳環(huán)保飼養(yǎng)管理新模式，提高動物福利和展示效果。

1 試驗方法

1.1 發(fā)酵床構建

1.0 kg紅糖與1.0 kg水煮沸降至30—40℃后和9.0 kg無菌水充分攪拌，加入15.0 g發(fā)酵菌種(益加益發(fā)酵床菌種，活菌總數≥200億/g)，密封發(fā)酵7—12 d，直至聞到酸甜味。發(fā)酵好的菌液與玉米粉混合均勻(可以撒開)后再與墊料混合均勻，墊料由質量分數60%的木屑，質量分數30%的米糠和質量分數10%的黃土組成。將帶有發(fā)酵菌的墊料堆在深度為60 cm左右的發(fā)酵坑內，坑底部為石子或粗砂礫組成的墊層。墊料適當按壓平整后，上面覆蓋1層麻袋，發(fā)酵5—7 d。木屑是園內綠化垃圾中篩選出的優(yōu)質樹干經粉碎處理所得。

1.2 發(fā)酵床飼養(yǎng)管理模式

發(fā)酵床發(fā)酵5—7 d后，試驗組籠舍放入4只山魈，對照組籠舍放入6只山魈。有發(fā)酵床的籠舍在改建前籠舍內有4只山魈(2♂，2♀)，改建后如果新引入2只可能會導致種群不穩(wěn)定，出現打斗等現象，為動物福利、安全考慮，沒有再引入；對照組一直是6只，如果取出來2只也會引起種群不穩(wěn)定。故試驗組與對照組山魈數目不一致。每日對發(fā)酵床表面山魈糞便進行清理，籠舍內玻璃展面、飼喂臺等部位用少量水沖洗干凈。在進行日常消毒工作時，不可將消毒液直接噴灑到發(fā)酵床上。發(fā)酵開始后，前2周，每3 d對發(fā)酵床翻動1次，之后每7 d翻動1次，翻動深度為30 cm。發(fā)酵床平均厚度降低15 cm左右時，添加墊料至原厚度。當30 cm處墊料干燥捏不成團時，及時補充水分，使墊料保持濕度在50%左右，并保持通風。

表1 試驗組與對照組山魈基本情況

1.3 數據收集與處理

在發(fā)酵床啟動階段和應用階段(10月20日至次年4月20日)以30 cm為梯度，每日08：00、12：00、16：00使用數字溫度計在左上、左下、中間、右上、右下5個點監(jiān)測發(fā)酵床60、30 cm深處的溫度，每日做好工作和耗水量等記錄。每周一08：00監(jiān)測試驗組、對照組籠舍的溫度、相對濕度和單位體積內NO、H2S、NO2、PM2.5的密度。每月對2組動物的血常規(guī)、血液生化、寄生蟲進行1次檢測。所有試驗數據采用Excel 2010、SPSS 18.0進行分析。

2 結果與分析

2.1 發(fā)酵床物理性狀變化

發(fā)酵初期發(fā)酵床上層顏色為淡黃色，發(fā)酵一段時間后墊料顏色自上而下逐漸變深。墊料未發(fā)現霉變、腐爛等現象，發(fā)酵過程中未出現異味，發(fā)酵床啟動127 d后，發(fā)酵床平均降低15.0 cm。

2.2 發(fā)酵床不同深度溫度變化

詳細記錄了自發(fā)酵床建立180 d內每日08：00、12：00、16：00發(fā)酵床30、60 cm深度的溫度。30 cm處平均溫度為38.43℃，60 cm處平均溫度為31.66℃，二者差異顯著(P<0.05)。發(fā)酵床中底層溫度變化呈現先上升后下降再上升的趨勢，最后穩(wěn)定波動。

1—7 d為發(fā)酵床啟動階段，30 cm處溫度第2天上升到最高，為35.90℃，后持續(xù)維持在35.00—36.00℃；60 cm處溫度緩慢上升至38.10℃。放入山魈后，30 cm處溫度快速上升至57.80℃，發(fā)酵床發(fā)酵至第43天，30 cm處溫度下降到50.00℃以下，第68天溫度下降到40.00℃以下，總體變化曲線如圖1。30 cm處溫度為24.45—57.80℃，60 cm處溫度為21.02—52.18℃。發(fā)酵床啟動127 d，發(fā)酵床降低15 cm添加墊料后，30 cm處溫度快速上升至53.95℃。

2.3 環(huán)境溫濕度及有毒有害氣體差異

試驗組與對照組溫度，相對濕度及單位體積內有毒有害氣體的密度見表2，其中相對濕度、單位體積內H2S、NO、NO2、PM2.5的密度差異不顯著。試驗組未采取任何保暖措施，但其與采取保暖措施的對照組溫度差異不明顯，說明發(fā)酵床技術在山魈籠舍保暖方面可以與電油汀等取暖設備相媲美。

表2 試驗組與對照組環(huán)境溫濕度及有毒有害氣體差異

2.4 體況差異

在試驗過程中，對試驗組和對照組內飼養(yǎng)的山魈進行血常規(guī)、血生化、寄生蟲每月檢查1次，血常規(guī)、血生化指標結果見表3和表4，試驗組血常規(guī)、血生化等指標與對照組差異不顯著。整個發(fā)酵床技術應用過程中2群體均未見發(fā)病個體。

表3 試驗組與對照組山魈部分血液常規(guī)指標

表4 山魈發(fā)酵床飼養(yǎng)與對照組部分血清生化指標

2.5 經濟生態(tài)效益差異

在試驗過程中每間籠舍的平均耗水量、排污量、工作量、能耗等見表5。動物園大多數室內籠舍地面為水泥地面，在日常飼養(yǎng)管理中，為保持籠舍清潔，每日需要用水沖洗。實驗組發(fā)酵床基底較對照組傳統(tǒng)水泥地面大大降低了耗水量、排污量，同時也降低了工作量。此外，發(fā)酵床墊材廢棄后還可以作為綠化肥料進行資源化利用。

表5 山魈發(fā)酵床飼養(yǎng)與對照組日常管理的差異

3 討論

發(fā)酵床墊料、水分、通風是發(fā)酵床系統(tǒng)的決定性因素。發(fā)酵床主要影響因素包括：發(fā)酵床含水率、翻動頻率、溫度、墊料、適當的碳氮比、pH值和微生物。固體發(fā)酵床熱量的主要來源是微生物代謝的反應熱，發(fā)酵床墊料溫度可以作為微生物發(fā)酵效果的最直接指標，發(fā)酵床內部達到并維持理想的溫度利于有益微生物的活動，并對有害微生物起到殺滅和抑制作用[9]。發(fā)酵床30 cm深處的溫度高于60 cm處的溫度與有關研究相似，深度為20 cm和30 cm處的墊料平均溫度最高[10]，30 cm深處為發(fā)酵床的核心發(fā)酵層[11]。Sandler等[12]研究認為發(fā)酵床核心發(fā)酵層55℃以上維持2—3周，或65℃以上維持1周，或70℃以上維持數個小時，可以有效殺滅病原菌、寄生蟲卵等對動物有害的生物。本研究發(fā)酵床核心發(fā)酵層最高溫度達57.8℃，連續(xù)23 d溫度高于55℃。發(fā)酵床產生的熱量也可以為動物籠舍提供熱量來源，未采取任何取暖措施的試驗組與采取取暖措施的對照組相比，發(fā)酵床與電油汀有同樣的保暖作用。

發(fā)酵床發(fā)酵過程是有氧發(fā)酵過程，氧氣體積分數保持在8%—18%較為適宜，為保證發(fā)酵床正常運行，對發(fā)酵床的翻動深度應不低于30 cm，以確保動物排泄物在該層次與菌種充分混合以達到良好的發(fā)酵效果，同時需要保持該層次良好的理化性質。在實際應用中，發(fā)現山魈有翻動發(fā)酵床的習慣，在一定程度上減少了厭氧發(fā)酵發(fā)生概率。

空氣質量是動物生存的必要條件之一，無污染的空氣環(huán)境可以保持動物正常的生理機能，如果空氣中PM2.5等有毒有害氣體過高，務必會影響動物健康。本研究發(fā)現試驗組籠舍內PM2.5等有毒有害氣體與對照組差異不顯著，說明發(fā)酵床技術在野生動物飼養(yǎng)管理中可以利用。雖然試驗組與對照組有毒有害氣體無顯著性差異，但為了動物健康還需適當進行通風，保持籠舍空氣清新。

圈養(yǎng)野生動物發(fā)酵床技術，是一項低碳環(huán)保健康新型飼養(yǎng)管理技術。發(fā)酵床技術應用于山魈飼養(yǎng)管理中，無需人工對山魈等野生動物的排泄物進行打掃，也無需對籠舍地面進行沖洗，減少水資源消耗，減少污水排放量。利用綠化垃圾樹枝、樹干加工成木屑作為發(fā)酵床墊料，墊料更換后可作為綠化肥料，實現綠化垃圾二次資源化利用，在環(huán)境保護上有一定的生態(tài)效益。在動物疾病防控方面，實驗組與對照組山魈血液、血清各項指標差異均不顯著(P<0.05)且均未見發(fā)病個體，說明發(fā)酵床技術并未對山魈健康帶來負面影響。本研究用發(fā)酵床墊料均為綠化垃圾樹干等做成的木屑，是一種較理想的墊料。黃進[13]研究發(fā)現鋸末碳氮比為400∶1，吸水性為420%。高金波等[14]發(fā)現以鋸末為墊料的發(fā)酵床可以提高動物的血紅蛋白質量濃度、淋巴細胞數量、紅細胞總數等。同時發(fā)酵床墊料也是較好的環(huán)境豐容設施，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)飼養(yǎng)模式的水泥地面，改善展區(qū)面貌，減少動物刻板行為，在圈養(yǎng)野生動物保護中有生態(tài)效益，提升了圈養(yǎng)野生動物福利。