微生物发酵技术在生猪粪污处理中的应用探讨

现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2024/2/17 20:21:25 关注：167 评论： 我要投稿

  微生物发酵技术在生猪粪污
  处理中的应用探讨
  黄河斋
  （贵州省罗甸县农业农村局，贵州 黔南布依族苗族自治州 550100）

    近年来，我国畜牧业不断发展壮大，尤其随着生猪养殖业不断向规模化方向发展，生猪养殖量及养殖规模也在日益增大，但同时也面临着疫病防控形势严峻、饲料资源短缺等一系列问题，尤其生猪粪污处理难度大严重制约了养殖场的发展。生猪粪污会对养殖场周围的水体、土壤、空气造成严重影响，处理好生猪养殖过程中产生的粪污十分必要。随着养殖技术的发展，粪污处理技术也得到了发展，其中将微生物发酵技术应用到处理生猪粪污中可以达到变废为宝、有效循环利用资源、节约处理粪污成本的目的，同时还可以保护环境、促进生猪养殖业向着生态绿色发展。本文就微生物发酵技术在生猪粪污处理中的应用进行简要探讨。
  1
  生猪养殖业的发展现状
  INTRODUCE
  生猪养殖是经过种猪繁育、仔猪育肥等一系列培育和繁殖直到商品肉猪的过程。进一步了解我国生猪养殖业的发展历程，可以概括为计划发展时期、恢复发展时期、快速发展时期、产业结构调整时期和现代化转型升级时期五个阶段。2018年8月非洲猪瘟疫情在我国的暴发使我国生猪产能严重受损，为进一步保障生猪及猪肉产品的供给，我国于2019年发布了促进生猪生产恢复的一系列政策措施，使得我国生猪养殖业态势好转，为了扶持作为农业重要组成部分的生猪养殖业，我国在规模养殖、圈舍用地、信贷扶持等多方面出台了相关政策，2022年我国生猪存栏量和出栏量分别为4.53亿头和7亿头，产值为15 048亿元，但是与丹麦、美国等生猪养殖大国相比，我国的标准化、规模化养殖程度还较低，但我国人口基数大与长久以来的猪肉消费习惯使得我国生猪养殖业的发展潜力巨大。随着科技进步，各种科技手段层出不穷，物联网、云计算等信息技术正被运用于养殖业中，使得动物疫病疫情的诊断、预警、防控更加精准。但生猪养殖业的发展也存在相应的问题，生猪养殖过程中各种疫病的发生给生猪养殖户带来严重损失；部分养殖企业养殖及生产过程不符合标准，生产的猪肉产品威胁消费者的健康；猪肉市场价格波动加大严重阻碍生猪养殖业的发展。为了保障猪肉供应，需要进一步推动生猪标准化、规模化养殖，加强生猪粪污处理，保证生猪养殖业的发展。
  2
  生猪粪污的危害
  INTRODUCE
  2.1 对生猪养殖的危害
  在生猪养殖过程中，生猪粪污及其废弃物会对生猪养殖带来严重影响，粪污大量堆积及排放使得病原微生物大量滋生，同时会使养殖环境变差，导致生猪养殖过程中出现疫病，严重影响生猪的生长发育及健康，进一步阻碍了生猪养殖业的发展。
  2.2 对水体的污染
  部分养殖户使用的饲料中含有难以消化的氮、磷等营养物质，生猪食用后这些难以消化的部分被排泄出来，含有氮、磷等物质的粪污未经处理便被直接排放或被雨水冲入河流、水库等，会造成水体富营养化，使得藻类植物在水体中大量繁殖，进一步消耗水体中的溶解氧，使鱼类等生物因缺氧而大量死亡，使得水体变黑变臭，使水体污染进入恶性循环状态，严重的会使河流、水库等水体功能失去作用。若是粪污渗入地下，也会使地下水中的氮浓度增高、溶解氧减少，严重影响水体质量，使得水质恶化，危及周边居民的生活用水。
  2.3 对土壤的污染
  生猪养殖过程中产生的粪污会对周围的土壤环境造成严重的危害。生猪粪污中含有大量重金属元素及氮、磷等元素，不当的粪污还田会进一步打乱土壤中氮、磷等元素平衡，同时使重金属元素等在土壤中累积。养殖场的粪污排放量过大，周边农田的消纳能力不足难以承载，无法及时有效地消纳排放的粪便，使得周边土壤结构失衡，若是还田施用过度，则会使土壤中的氮、磷及重金属元素过剩，导致土壤透气、渗水能力下降，导致土壤板结、盐化，土壤质量下降，损害农作物生长，影响农产品安全。
  2.4 对空气的污染
  生猪粪污的排放除了会对养殖业、水体土壤等造成影响，还会对空气造成严重影响。二氧化碳等温室气体的排放以及粪便分解时产生的恶臭气味等会影响周边的空气质量。尤其是养殖场使用的饲料中含有大量的氨，主要是通过生猪的粪便排出动物体外，若是通过堆积方式会使其粪污处于厌氧条件下，通过厌氧发酵会产生氨气、硫化氢等恶臭气味或有刺激性的气体，会对养殖场周边居民造成严重的影响。
  3
  生猪粪污处理的必要性
  INTRODUCE
  生猪养殖业粪污的排放及过量还田会导致有机质累积过多，给水体、土壤、空气污染带来严重污染，还会给养殖业疫病传播提供机会，对此要对生猪粪污进行妥善处理，降低其影响及危害。通过有效的生猪粪污资源化利用，可以进一步解决生猪粪污污染问题，同时减少病原菌、寄生虫卵等的潜在风险，进一步切断传染病和寄生虫病的传播途径，还可以减少水体、土壤、空气污染，对保护生猪养殖业及农业生产环境都具有重要意义。我国生猪养殖体量巨大，养殖场排放的粪污会对人居环境带来严重影响，合理推进生猪粪污处理，实现变废为宝，进一步解决生猪养殖场粪污污染问题的同时，还可以显著改善人居环境，减少粪污对环境的污染，有利于促进生猪养殖业的健康发展，同时可以保证人体健康。
  4
  微生物发酵技术的具体应用
  INTRODUCE
  4.1 对臭味的净化作用
  生猪养殖过程中排放的粪污中含有大量氮类物质、氨气、硫化氢、硫醇和甲硫醇等，这些物质堆肥时会被降解，通过微生物转化为有机态氮，剩下未被转化的会在环境中以气态形式挥发，导致粪污发臭。随着科技的进步，微生物发酵技术处理生猪粪污的臭味工艺愈发成熟，通过堆肥或单一菌株除臭，可以使氮类物质向蛋白氮和硝酸盐氮转化，提高堆肥质量，减少臭气。目前国内较为成功的除臭技术一是通过筛选有效的微生物，在堆肥的粪污中加入相应的基料，通过发酵，可以大大减少生猪粪污臭味，而且堆肥后的粪污中有机质、磷、钾等含量得到提升，该方法符合粪污无害化处理卫生标准；其二是通过在生猪饲料或饮水中加入微生物菌落，进一步减少氮类物质的排放，研究者在生猪饮水中添加微生物菌剂以此降低猪舍氨气浓度试验结果表明，通过微生物处理饲料和饮水可以有效降低圈舍氨气浓度，微生物饲料结合微生物菌剂饮水有更好的除臭效果。除臭评价方面，除了通过感官指标，还将臭气分等级，化学指标如有害气体的浓度变化以及含氮物质变化等相关指标变化及微生物种类及数量变化等都可以作为除臭指标评价。
  4.2 生产有机肥料
  可以通过微生物发酵将生猪粪污转化为有机肥，其具体的方法步骤是将生猪粪污物料处理后再加入菌剂，通过堆积发酵翻堆，继续发酵摊平晾干，再通过粉碎分筛去除杂质，将产生的生物有机肥通过机器制作成颗粒，进一步烘干后包装。生猪粪污中有大量有机物及丰富的氮、磷和钾等营养物质，通过堆肥法在生猪粪污中加入高效发酵微生物，可进一步调节生猪粪污中的碳氮比、分、温度和酸碱度等进行发酵。发酵过程中微生物发酵菌的选择尤为重要，要根据不同堆肥目的及堆料质量筛选不同菌种，常见的菌种主要有粉状和液体两种，大多都是复合菌剂，含有多种菌种，功效有固氮、解磷、解钾等，发酵的方法也较为重要，生猪粪污是主要原料，将其倒入发酵池，按照2∶1的比例将粪污与农作物秸秆进行混合，堆肥发酵温度没有太高要求，一般发酵开始24 h后升至30～40℃、48 h至55℃、72 h升到55～60℃；6 d左右，温度稳步回落，在10～15 d左右完全熟化。注意在发酵过程中每隔1～2 d用搅拌棒翻动一次，保证菌群的活性及发酵时间。通过微生物发酵产生的有机肥可有效调节土壤，可以激活土壤中的微生物活跃率，减少土壤板结、盐化，同时可以提升土壤的肥力，促进农作物生长发育，改善农产品的品质，使农产品色泽、个头大小、成熟度以及口感等得到提升，同时提升农作物的抗病能力，减少病虫、病害等不良影响。施用微生物发酵产生的有机肥同时有利于减少环境污染，降低对土壤及水体的污染，有机肥还可以保持较长时间肥效，有利于农作物的生长。
  4.3 畜禽饲料的生产
  生猪粪便还是畜禽饲料的潜在来源，生猪粪污中含有丰富的营养物质，一般畜禽干粪便中存在的未消化纯蛋白质可达11.3%～16.7%，粗蛋白质在23%～31.3%，其中含有脂肪、无氮浸出物、多种B族维生素等。有研究者在对生猪粪便进行安全性研究评价后认为可以对其进行科学处理，即便是含有病原菌的粪便饲料化后也是安全的。常见的生猪粪污饲料化的方法有三种，一是耗氧发酵法，将新鲜的粪污加入辅料，用微生态复合活菌通过比例进行搅拌，通气发酵2～3 d后，将其堆放起来，避免通气不便情况出现，发热后自然冷却；二是厌氧发酵法，将晒干的粪污粉碎后加入少量微生态复合活菌混合，加60%的水，压实后用塑料膜封实，厌氧发酵；三是青贮发酵法，将粪便、青草粉、盐和微生态复合菌按比例混合，放进池中，温度保持在20～30℃，湿度在60%，青贮6～7周随喂随取。通过微生物发酵，饲料适口性及安全性都可以得到有效保障，而且可以实现资源循环利用最大化。
  5
  小结
  INTRODUCE
  微生物发酵技术在生猪粪污的应用将畜禽粪污资源化利用的研究及推广向前推进了一大步，在生猪养殖行业运用微生物发酵技术对加快减排固碳技术的研发有促进作用，通过该技术的运用，进一步减少了生猪粪污排放对生猪养殖业的危害，同时也减少了对水体、土壤、空气的影响，进一步改善了养殖场周边的人居环境，同时也提高了生猪粪污资源利用效率，为推动农业农村“减污降碳”目标的实现提供了发展方向。通过微生物发酵技术处理过的生长粪污粪污臭味大大减少，通过猪粪微生物发酵的有机肥也有自身特有的优点，该有机肥营养元素齐全，可以改良土壤、减少土壤的板结及盐化，同时提升了肥料的肥效、减少农作物病虫害、提升了农作物的抗病能力及农作物的品质。通过微生物发酵技术可以将生猪粪污进行饲料化，通过需氧、厌氧、青贮等发酵法，合理利用复合微生态制剂发酵产生饲料，该饲料的安全性及营养价值都极高，进一步促进了畜禽养殖业向着生态绿色循环的方向发展。