微生物发酵床技术生猪养殖模式的生态环境效益研究

摘要：基于微生物发酵床技术养殖模式具有基本实现养殖零排放、无臭味、改善养殖环境空气质量和有效调节改良土壤环境质量等诸多优势，是一种新型生态环保养殖技术，环境效益显著。文章通过微生物发酵床技术作用机理分析研究了其环境保护价值，并以广东省平远县生猪养殖业综合环境整治中推广使用的异位微生物发酵床为例，阐释了异位微生物发酵床建设与应用要求。

关键词：微生物;发酵床技术;生猪养殖;环境效应

中图分类号：X24  文献标识码：A   文章编号：2095-672X（2019）08-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.047

Study on ecological environment benefit of live pig breeding model with microbial fermentation bed technology

Zou Zhiqiang

（Environmental Protection Bureau of Pingyuan County，Meizhou City，Meizhou Guangdong 514600，China）

Abstract：Based on the microbial fermentation bed technology， the aquaculture model has many advantages，such as zero emissions， no odor，improving the air quality of aquaculture environment and effectively adjusting and improving the soil environment quality. It is a new type of ecological and environmental protection aquaculture technology with remarkable environmental benefits. In this paper， the environmental protection value of microbial fermentation bed was analyzed through the mechanism of microbial fermentation bed technology. Taking the ectopic microbial fermentation bed popularized in the comprehensive environmental renovation of pig breeding industry in Pingyuan County of Guangdong Province as an example， the construction and application requirements of ectopic microbial fermentation bed were explained.

Key words：Microorganism;Fermentation bed technology;Pig breeding;Environmental effects

改革開放以来，社会经济得到了迅猛发展，生活水平不断提高，人们对肉类的需求不断增长，推动了生猪养殖业迅速发展。然而，由于社会环境保护意识的淡薄，生猪养殖业在发展壮大的过程中忽视了环境保护，尤其是农村生猪养殖业的无序发展更为突出，导致污水横流、废物随意丢弃和臭气熏天，严重地影响了幸福乡村、美丽中国的建设。随着进入新时代，建设美丽中国深受社会的广泛关注和欢迎，人们环保意识不断增强，加之环境保护相关法律法规的不断完善，社会对环境的要求也越来越高，如何为社会提供更加良好的生态产品成为各级党委政府的主要课题之一。为此，各级党委政府开展了一系列卓有成效的环境保护综合整治工作，其中包含了生猪养殖业环境保护综合整治，有效推动生猪养殖业走向规范化、健康化、生态化。在生猪养殖业环境保护综合整治中，微生物发酵床技术由于投入成本低、可操作性强、可资源化利用、绿色环保等特点而得到大力推广，广受欢迎。

1 微生物发酵床技术的介绍

微生物发酵床技术是基于微生态技术而发展起来的基本实现养殖零排放、无臭气的一种新型环保养殖技术 [1]。该技术主要是通过配套建设发酵床、无害化处理池等设施，应用微生物发酵技术来处理猪粪、猪尿、污水、病死猪，发酵后的垫料完全腐熟成为有机肥，符合《畜禽粪便还田技术规范》（GB/T25246-2010）应用要求，从而达到既解决养殖污染问题又能“变废为宝”，具有良好的社会效益、生态效益和经济效益。发酵床功能类似于一张床，是益生菌生长的固体培养基[2]，主要由有益微生物菌群、培养基和有机垫料载体组成。有机垫料载体作为有益微生物菌群生长的固体环境，是微生物发酵床床体的重要组成部分，关系到微生物发酵床技术应用成败与否，常用垫料载体主要有木屑、锯末、米糠、谷壳、麦麸、秸秆粉、花生壳等具有质地松软、吸水性强的有机固体物质，能够就地取材、视资源而定。除此之外，发酵床还包含一定量的无机盐、糖类物质、氮源和水。无机盐主要是食盐和微量元素，微量元素如Fe、Zn、Mn等能够促进有益生生物菌新陈代谢，有利于有益微生物菌群繁殖生长;食盐使渗透压维持平衡和为细菌膜电位提供信号传导功能。糖类物质主要是蔗糖、麦芽糖、葡糖糖等，为有益微生物菌群繁殖生长提供能量和碳源。氮源主要是含有一定量的氨基酸、蛋白质等的物质，能够为有益微生物菌群生长提供便利条件。

2 微生物发酵床技术的作用机理

微生物发酵床技术的作用机理是将有益微生物菌群喷洒在木屑、谷壳等有机垫料载体上，以便有益微生物菌群与有机垫料载体进行协同发酵作用而使有益微生物菌群活化增殖，然后将猪粪、猪尿等养猪废弃物送至发酵床与有机垫料载体均匀混合，从而通过有益微生物菌群发酵分解猪粪、猪尿中的有机物质并转化生物菌肥，也即有机肥，如图所示。

图1 微生物发酵床技术的作用机理图

3 微生物发酵床技术的环境效益

微生物发酵床技术通过微生物发酵分解猪粪、猪尿等养猪废弃物中的有机物质而基本实现养殖零排放、无臭气，为新型生态环保养殖技术。这种技术彻底扭转传统生猪养殖模式污水横流、臭气熏天的局面，有效促进生猪养殖走向生态化，其环境效益明显，主要体现在以下几个方面：

（1）无养殖废水排放。微生物发酵床技术本身就是一种养殖节水技术，是通过有效控制养殖用水量，减少养殖废水产生，并使全部养殖废水参与微生物发酵过程，利用发酵过程产生的热量蒸发水分，从而实现废水零排放，不会引起水体营养富化。

（2）无养殖固体废物排放。微生物发酵床技术通过微生物发酵已将生猪养殖产生的猪粪和无害化处理后病死猪等养殖固体废弃物转化为优质的有机肥后，综合利用于农业生产，从而实现了养殖固体废物的零排放。

（3）改善养殖环境空气质量。微生物发酵床技术能够有效的将畜禽排放的氨氮吸收降解为无挥发性的有机酸、二氧化碳、水等代谢产物，有效降低养殖环境中氨气、硫化氢、甲烷等有害气体含量，基本实现无臭味，明显改善了养殖环境空气质量。据高凯翔对发酵床模式和传统水泥地养猪有害气体产气量的研究比较表明，发酵床模式NH3、H2S含量明显低于传统模式[3];王卫平、王诚、武英等在木屑+猪粪发酵堆肥中加入复合发酵菌（含放线菌、酵母菌和芽孢杆菌），研究表明，加入复合发酵菌 3‰能有效地抑制 NH3在猪粪堆肥中的挥发，维持猪舍内空气清新，减少氮素损失从而改善栏舍空气质量[4]。

（4）减少药物污染。微生物发酵床技术由于有大量有益微生物的存在，有害菌无法在其中繁殖，环境中病原微生物的数量会大大降低，肠道病和全身感染性疾病发病率也会下降，从而减少药物的使用[5]，不仅节约药费成本并有利于食品安全，而且有效控制了病原微生物向环境扩散和进一步降低了使用药物引起的环境污染，有利于生态环境净化。

（5）调节改良土壤环境质量。微生物发酵床技术通过微生物发酵使得养殖产生的猪粪、猪尿等养殖废弃物转化为有机肥，綜合利用农业生产。使用有机肥能够有效调节改良土壤，提升土壤质量。据研究表明，有机肥能够为土壤提供全面养分、促进土壤微生物繁育、提高土壤保水保肥能力、减少土壤养分固定提高养分有效性、加速土壤团聚体形成改善土壤理化性质等方面的作用。

（6）避免二次污染的产生。微生物发酵床技术将猪粪、猪尿等养殖废弃物与有机垫料载体发酵腐熟转化有机肥，没有了猪粪、猪尿等恶臭味，避免了以往猪粪、猪尿在运输、使用过程中的恶臭味扩散而引起的二次环境污染。

4 异位微生物发酵床的建设与应用要求

不同的微生物发酵床技术养殖模式，微生物发酵床的建设和应用要求不尽相同，以广东省平远县生猪养殖业综合环境整治中推广使用的异位微生物发酵床为例，分析其建设与应用要求。

（1）异位微生物发酵床的建设。粪尿收集池容积≥0.2m?/头（存栏），砖墙结构，必须实现雨污分流和清污分流。异位微生物发酵床面积≥0.2㎡/头（存栏），阳光大棚结构，大棚需要有一定的坡度和抗风压能力;尺寸一般内径宽度为4.55m、墙体高度为1.2m、翻耙深度为0.45m， 也可按照翻耙机的尺寸确定发酵床的宽度;并配置自动翻耙机和自动抽粪机。建设过程中要注意地下水位，选择地势较高处建设，防止雨水或者地下水进入异位微生物发酵床内，使得系统因湿度过大而失效，必要时需做好防渗处理;发酵床四周设置排水渠，防止周边来水对发酵床的冲击。

（2）异位微生物发酵床的应用要求。一是有机垫料的选择。最适宜的垫料为木屑和谷壳按2：1比例混合后使用，若木屑比较难找，也可木屑50%，稻壳50% 。二是铺设垫料厚度。按500头肉猪需要异位微生物发酵床面积为100㎡的比例计算，垫料铺设高度约为50cm（墙体高度为120cm），每平方需使用垫料7～8包（普通饲料袋包装）;铺好垫料后加菌种之前，需翻耙机将床内的木屑与稻壳混匀。三是菌种活化。按每平方米异位微生物发酵床垫料使用10g菌种的使用量，将菌种与清水按1：10的比例稀释后，浸泡3d;将浸泡活化后的菌种，用洒水的喷壶均匀的喷洒至垫料上，开启翻耙机翻1-2次后直接添加猪粪，加完猪粪后开启翻耙机翻2-3次即可。四是垫料湿度控制。每平方每天最多添加20kg粪水，并用翻耙机混匀，抓起一团垫料握紧后松开手掌，垫料依然可成团但无水滴滴下即可。

（3）异位微生物发酵床的运行管理。一是粪尿添加。使用机械或手工将粪尿尽可能均匀撒入发酵床，并翻耙均匀;不得将粪尿堆积在酵床的某一区域，否则将导致区域死床。二是垫料翻耙。一般情况下每天翻耙一次两个来回，翻耙深度不低于40cm，使发酵床获得足够的氧气，保证发酵效果，如遇垫料温度较高、水分含量较大的情况则需增加翻耙频率。三是菌种补充。菌种使用一段时间后，会逐步退化甚至死亡，需要定期补充菌种，维持发酵床高活性。每月按10g/m2的量补加菌种，直接将菌种用水溶解后喷撒到舍外发酵床中即可。四是垫料添加。垫料体积有所减少后，可适当增加垫料量。

（4）异位微生物发酵床管理注意事项。一是运行初期管理。运行初期需增加翻耙次数，约2-3次/d，每2-3d添加一次粪尿，且每次添加猪粪尿前后都要进行翻耙。运行稳定后，每天早晚各翻耙一次，翻耙的时候，帐幕要敞开。二是雨污、清污分流。猪舍源头必须做好饮用残留水清污分流，整个猪舍必须做好雨污分流，雨水通过引流沟流走，防止雨水进入发酵床。三是严格控制猪粪水浓度，防止进入发酵床内的浓度过稀，否则可能会因湿度过大而导致死床。四是其他需要注意的。不得将含大量消毒水、强酸、强碱等水质加到发酵床内;保持发酵床系统良好的通风性;高温天气，需要将帐幕敞开通风;低温天气要保温;雨雪天严禁敞开帐幕。

5 结语

基于微生物发酵床技术养殖模式具有基本实现养殖零排放、无臭味、改善养殖环境空气质量和有效调节改良土壤环境质量等诸多优势，环境效益明显，结合当前美丽中国建设和乡村振兴发展战略实施的大背景，大力推广微生物发酵床技术养殖模式具有广阔的前景，不仅能够提高农民收入，而且有利于农村生态环境保护，促使畜牧业走向“生态养殖·绿色发展”之路。

参考文献

[1]王孝远，李雁，钟翔，等.猪用发酵床的研究与应用[J].家畜生态学报，2007，28（6）：139-142.

[2]金超，李广超.发酵床技术的优劣势及推广建议[J].畜禽业，2018（8）：42-43.

[3]高凯翔.复方中药添加剂和发酵床养猪模式中微生物菌群的分析[D].桂林：广西师范大学，2015.

[4]盛清凯，王诚，武英，等.冬季发酵床养殖模式对猪舍环境及猪生产性能的影响[J].家畜生态学报，2009，30（8）：82-85.

[5]朱家敏.浅谈生态环保发酵床生猪养殖减轻环境污染[J].内江科技，2016，37（5）：78.

收稿日期：2019-06-26

作者简介：邹志强（1980-），男，汉族，硕士研究生，环境保护工程师、工商管理经济师，研究方向为生态环境保护与污染防治。