发酵垫料对发酵床养猪的影响研究

赵 风，谭树华

（湖南科技大学生命科学学院，湖南 湘潭 411201）

发酵垫料对发酵床养猪的影响研究

赵 风，谭树华*

（湖南科技大学生命科学学院，湖南 湘潭 411201）

发酵床养猪是利用微生物处理猪排泄物的环保养猪技术，高效粪污降解菌以发酵垫料和猪粪尿作为基质，实现对猪粪尿的降解转化，达到“零排放”的目的，然而这一环保养殖技术在我国仍难以大范围推广使用，其主要原因与垫料来源紧张、价格偏高有关。传统垫料以谷壳和锯末为基材，发酵效果最好，大规模发酵床养猪造成锯木屑供应短缺，特别是锯末资源来源困难、价格不断上涨，一些南方省份在推广使用2～3年后放弃使用现象比较普遍，迫切需要寻找来源可靠、价格合适、不影响发酵效果的新垫料资源。因此，国内学者和业界在锯末替代资源选择、垫料配比和垫料对发酵床养猪的影响等方面进行了相关的研究。

1　发酵床垫料的要求与选择

1.1 垫料原料的要求

由于猪粪的碳氮比（C/N） 较低、含水量较高， 发酵床的垫料组成应选择C/N高、碳水化合物（ 特别是木质纤维）含量高、疏松多孔透气的原料组成，以保证良好的发酵效果。此外，垫料的耐用性，太阳下易干燥、细度适当、持久性、不易腐烂等均需综合考虑，以对猪粪的发酵性能进行补充，保证发酵过程的持续高效。实际应用中，垫料更需要满足来源广、容易采集、价格便宜、质量稳定等要求，垫料的C/N、pH、含水/含氧量、厚度/粒度等参数是垫料选择和配置时的主要依据。

1.2 发酵床垫料的选择与配比

发酵床垫料的选择与配比与能否发酵，以及发酵的持续时间和发酵成本密切相关，很大程度上决定了发酵床技术能否顺利推广。因此，筛选可用于发酵床的垫料原料受到了大家的广泛关注。锯末是最佳的发酵床垫料，在所有垫料中C/N最高，含有丰富的木质素、纤维素、半纤维素等，同时，锯末疏松多孔，保水性最好，透气性亦较好， 最耐发酵。稻壳是另一种很好的发酵床垫料，透气性能比锯末好，比表面积大，有利于吸收 NH3，含碳水化合物比例比锯末低，灰分比锯末高，使用效果和寿命仅次于锯末。因此，当前最常见的垫料配方由锯末50%+稻壳50%组成，但我国稻壳、锯木屑资源有限，且分布不均，近年来不断攀升的价格增加了发酵床养殖成本，导致养殖效益下降，发酵床的应用呈现倒退和萎缩趋势。

目前，因地制宜利用各地优势秸秆资源，对传统垫料配方进行了替代改进研究，是目前各养殖大省解决垫料问题的研究方向，玉米秸秆、菌渣、椰子壳粉、花生壳、稻草、桑树等均被用于作为锯末和稻壳的替代研究。其中，玉米秸秆作为替代垫料的研究最多，但其替代量和配比的效果在不同研究中相差较大。张学锋等采用玉米秸秆：锯末：稻壳=1∶4∶5时的实际发酵效果良好，但该配比中玉米秸秆所占比例较小，成本降低幅度不大。而刘彦等以100%锯末组为对照组，分别以35%、55%和75%的玉米秸秆或玉米芯取代锯末作为发酵床垫料试验组，各试验配方均能达到全锯末发酵床的养殖效果，添加75%的玉米秸秆可以替代锯末作为发酵床垫料。此外，李娟等在常规垫料中加入不同比例的玉米秸秆和沸石，对比常规垫料（CK）、70%常规垫料+30%玉米秸秆、40%常规垫料+60%玉米秸秆、10%常规垫料+90%玉米秸秆、20%常规垫料+60%玉米秸秆+20%沸石等发酵床不同垫料配比前期发酵特征，发现常规垫料添加30%玉米秸秆的前期发酵效果最佳。

农业废弃物是替代垫料的另一个主要来源，这些垫料流动性较好，有利于将菌种混合均匀，起到稀释菌种的作用。菌糠是食用菌栽培后的废弃培养基，废菌渣含有大量的菌丝体蛋白、多糖以及氮、磷、钾、维生素以及多种微量元素，柔软、无毒无刺激性、通透性好、有特殊香味，可作为发酵床床体微生物菌群的发酵载体使用。盛清凯等报道25%金针菇菌渣+25%锯末+50%稻壳配方的发酵床温度高于50%锯末+50%稻壳配方的床体，原因可能与菌渣破碎后，粒度小于锯末和稻壳，导致菌渣发酵床孔隙度小于锯末发酵床，有利于垫料生物热的保持有关。崔艳霞等利用棉秆代替锯末和稻壳制作发酵床，可以筛选出以棉秆为底物的发酵床菌种。俸祥仁等以100%锯木屑为对照，分别以水稻、玉米、木薯、甘蔗、桑树等农作物秸秆替代50%锯木屑制作发酵床养猪，结果表明50%桑树秸秆+50%锯末可获得最好发酵效果，而水稻秸秆、玉米秸秆、木薯秸秆、甘蔗秸秆不宜过多添加到发酵床垫料中。杨国义等的研究表明稻草在发酵过程中较易腐烂结块，不宜单独使用。佟彤等报道泥炭是锯末的较好替代物，较为经济适用的垫料配方组合为组：泥炭40%+玉米秸秆50%，泥炭20%+稻壳20%+玉米秸秆50%，其余为10%猪粪。

麦麸、米糠、玉米芯等作为营养性垫料，由于本身含有大量的能量和营养物质可提供微生物初始发酵所需的营养，能促进发酵床基质快速发酵升温，可作为发酵床垫料的备选原料。陈燕萍等报道椰子壳粉和菌糠制作微生物发酵床养猪垫料的最佳配比为椰子壳粉∶菌糠= 2∶1（体积比），其次是椰子壳粉∶菌糠=1∶1（体积比），以传统垫料配方谷壳∶锯末=1∶1为对照，两种垫料的感官品质及饲养猪肉品质均要好于对照组。

2　垫料对发酵床养猪效果的影响

2.1 垫料对发酵床微生物菌群的影响垫料基质组成是影响发酵床微生物群落的重要因素，垫料通过提供不同C/N的基质，调节发酵床基质的含氧量、床体温度和湿度等参数，影响微生物对粪尿的发酵分解过程，从而对发酵床的微生物区系组成产生影响。从南方高热高湿地区发酵床分离得到的致病菌主要有大肠杆菌 、葡萄球菌、沙门氏菌和链球菌等，主要的有益菌有黏液性枯草芽孢杆菌与普通枯草芽孢杆菌。宦海琳等对7种不同垫料（锯木屑、稻壳、酒糟、菌糠、醋糟、稻草、稻壳炭）发酵床的细菌群落结构进行了研究，发现垫料组成是影响发酵床垫料微生物构成的重要因素，稻壳、菌糠作为垫料可部分替代锯木屑，而对发酵床垫料的微生物区系影响较小，酒糟的土著菌群则在一定程度上影响了发酵床的细菌多样性，稻草垫料的微生物多样性指数和丰富度最低，与锯末垫料的微生物区系相似性最低，原因可能与稻草较易腐烂结块有关。

2.2 垫料对发酵床养猪生长和品质的影响

发酵床养殖模式下，环境应激得到很大限度的消除，饲料利用率、生猪日增重、料重比和猪肉品质均表现出了提升效应，发酵床模式能够显著提高育肥猪的日增重量及料重比。刘伟等以 0%、5%、10%和20%4种比例的稻草替代发酵床垫料配方中的谷壳和锯木屑，与谷壳、锯木屑各占50%的发酵床相比，发酵床表面以下30 cm处的温度各组间差异不显著，对日增重和料重比亦不产生显著影响，加入5%～20%的稻草秸秆不影响发酵床的发酵效果和猪的肥育性能。但玉米秸秆和花生壳作为发酵床垫料比常规水泥地面饲养能明显提高猪的增重率和饲料利用率，其原因是由于玉米秸秆和花生壳含有丰富的营养成分，如粗蛋白、粗脂肪、可溶碳水化合物、淀粉等，还含有丰富的钙、磷、钾、氮等矿物质及锰、锌、铜、钠等微量元素，且含量均高于锯末。冯国兴等以金针菇生产过程中产生的大量废弃菌糠为发酵床垫料， 在不接种任何菌剂的条件下，菌糠作为发酵床垫料使用时表现出较高的发酵温度，并且发酵温度持续时间长；在常规水泥地面饲养与发酵床饲养模式下比较，发酵床饲养的猪平均增重和日增重分别提高14.41%、12.59%，差异显著（P＜0.05），料重比优势明显。

发酵床养猪对猪肉品质亦表现出良好促进作用。王诚等报道发酵床饲养模式下断奶仔猪日增重提高5.26% （P＜0.05），料重比降低 2.57% （P＜0.05），猪肉失水率降低17.30%，大理石纹评分提高7.35%，发酵床饲养模式可以改善猪肉的品质。以酒糟和木屑为基质的发酵床可显著提高猪的生长性能。

2.3 垫料对发酵床养猪健康的影响

发酵床养猪对生猪健康的影响是发酵床养猪关注的另一个焦点，目前的许多研究均表明其对提高生猪的健康水平、增强免疫力，减少发病率具有明显的作用。高金波等研究了不同垫料发酵床（玉米秸60%+锯末40%，花生壳60%+锯末40%，锯末60%+玉米秸20%+花生壳20%）对猪的免疫功能及生长性能的影响。不同垫料的发酵床饲养组较常规水泥地面饲养组均能够提高猪的生长性能及免疫效果。以锯末为主要垫料的发酵床能够显著提高猪的免疫功能和增重率，并且能够提高猪血液中血红蛋白含量、淋巴细胞数量和红细胞总数。利用玉米秸秆饲养组猪血液中血红蛋白、淋巴细胞和红细胞的含量低于水泥地面组，可能与粉碎的玉米秸作为发酵床垫料体积下降快，未及时补充垫料，致使猪采食、饮水极为不便，对猪造成环境应激有关。王诚等报道发酵床饲养模式可以提高血清IgA、IgG含量，但对血清IgM无影响。郭彤等发现由稻壳、麸皮、锯末等组成的发酵床垫料养殖可提高断奶仔猪日增重、降低饲料增重比和腹泻率，具有改善肠道微生态平衡和畜舍环境的作用。秦枫等以60日龄的苏钟猪（阉割） 作为试验动物，90 d的饲养试验表明发酵床有利于猪心脏发育，促进激素（T3） 、情绪物质（Ach 和5-HT） 的分泌，增强猪免疫机能。

3　问题及展望

目前，各地虽对替代垫料进行了一些研究，但垫料与发酵床效果、微生物活性和发酵过程参数之间的研究尚少，研究的种类及使用范围仍很有限，在生产中仍缺少检验，推广受到限制。特别是在广大南方高温高湿的环境中，发酵床更易滋生细菌和霉变，对垫料的透气性要求更高。而现有的木屑、米糠等粉状物亦会因猪拱食而进入呼吸道，造成气喘、咳嗽、感染等呼吸道疾病。因此，扩大垫料资源的筛选范围，建立以当地资源为主的垫料和菌种的高效发酵系统是该技术推广的关键，南方地区的一些优势秸秆资源如莲杆、松针、菠萝叶、甘蔗叶等尚未有相关报道，可以作为备选对象。此外，因南北方气候差异、南方发酵床夏天温度过高产生的热应激，冬夏季不同对垫料的差异化需求等亦需要进一步的深入研究。

略，如有所需可与作者索取

湖南省自然科学基金（14JJ7048）

谭树华，邮箱：hstan@126.com