生物发酵床养殖技术对养殖场污染物去除效果研究

林启才+张振文+杜利劳+李英杰

摘要 以菌糠为生物发酵床垫料在牛场进行养殖，通过生物发酵床养殖技术与传统养殖技术的对比分析，得到了生物发酵床养殖技术对养殖场污染物的去除效果。试验表明，菌糠垫料对牛粪尿的吸附转化率超过200%，养牛小区加垫料后与传统养殖方式相比，氨氮削减47%～68%，硫化氢和二氧化硫削减20%～38%，说明添加生物发酵床垫料对养殖场污染物去除效果明显，经过生物发酵床发酵后的垫料生产的有机肥达到有机肥料（NY 525—2012）各项指标要求。

关键词 生物发酵床；菌糠垫料；污染物；去除效果

中图分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0149-02

Abstract The germ bran padding material was applied for culture in cattle farm.To analysis the biological fermentation bed culture and the traditional culture method，the removal efficiency of the intensive livestock waste was obtained in using biological fermentation bed culture technology. The results indicated that，compared with traditional farming methods，the adsorption & conversion rate of manure pad for cow fecal & urine was over 200%，the ammonia nitrogen was reduced by 47%～68%，hydrogen sulfide and sulfur dioxide was reduced by 20%～38%. The effect of adding biological fermentation padding material on the pollutant removal of the cattle farm was obvious. The organic fertilizer after fermentation of biological fermentation bed meet the requirements of organic fertilizers standard（NY 525-2012）.

Key words biological fermentation bed；germ bran padding material；waste；removal efficiency

近年來，我国畜禽养殖数量逐年增长，规模养殖比例逐年加大，由于污染治理设施建设滞后或不匹配，畜禽规模养殖已成为我国农村地区环境污染的重要来源之一[1]。生物发酵床养殖技术是一种新型养殖技术，可有效解决畜禽污染问题，但目前垫料材料多选择锯木屑、稻壳等，成本较高且取用困难。同时，随着食用菌产业的发展，废弃菌糠的污染也逐渐显现。利用菌糠作生物发酵床垫料，可解决垫料紧张、成本高和养殖污染等问题[2]。为验证生物发酵床养殖技术对养殖场污染物去除效果，本试验以菌糠为生物发酵床垫料[3]开展了奶牛养殖研究，并对生物发酵床垫料吸附牛粪尿能力及养殖技术对养殖场污染物去除效果进行了对比分析，探索菌糠在生物发酵床养殖中的环境效益和应用前景。

1 生物发酵床养殖技术概况

生物发酵床畜禽养殖技术是以谷壳、农作物秸秆粉、锯末、枯草芽胞杆菌、酵母菌等混合均匀发酵制成有机物垫料铺垫在畜禽舍，畜禽排泄物经垫料微生物作用被迅速降解，从而实现免冲洗栏舍、无臭味、无污水排放、从源头实现环保养殖的技术。

世界上最早从事发酵床养殖技术研究的国家是日本，于1970年设计和建立了世界上首个发酵系统，此发酵系统利用以木屑作为垫料的坑道，并在其外加盖由聚氯乙烯制成的塑料薄膜即可。20世纪90年代，全球各国对本技术进行深入研究，其后也对其进行了应用推广[4]。山东农业大学动物科学学院1985—1991年先后从新西兰与日本等地引进了发酵床养殖技术，经过几年的研究、讨论，提出整改方案，形成了一套完整的生产体系[5]。目前，该技术得到了当地养殖户的认可，已大面积推广应用到鸡、鸭、奶牛等家禽家畜的养殖中。

陕西省畜牧业发展迅速，全省每年畜禽粪污量7 000万t，畜禽养殖业污染物总量占农业污染总量的73%。畜禽养殖废水未经处理直排渭河，加剧了渭河水体污染，影响了渭河水体质量，畜禽养殖废水的处理已经成为环境保护的重点关注方向[6]。推广生物发酵床养殖技术等手段削减污染物排放总量势在必行。

2 奶牛养殖示范场区生物发酵床养殖技术监测方案

本试验采用杏鲍菇培养基的菌糠粉碎干燥后用作生物发酵床垫料开展了养殖奶牛的研究，养牛小区为杨凌一个500头奶牛生产基地。试验对养牛场菌糠、牛粪、生物发酵床垫料进行全项分析，并对养殖场污染物去除效果进行对比分析。

试验分别对养牛场菌糠、牛粪、生物有机肥按照NY525—2012标准进行监测指标全分析，监测项目为全项，监测结果由陕西省质量技术监督局提供。

奶牛养殖示范场区监测点位6个，1#为牛舍1（使用杏鲍菇培养基床垫牛舍），2#为牛舍2（未使用杏鲍菇培养基床垫牛舍），3#为挤奶厅南侧，4#为养殖场内非牛舍区，5#为养牛示范场外上风向10 m处，6#为养牛示范场外下风向10 m处。每个点位监测项目SO2、NH3、H2S，每天监测3次，连续监测3 d，分别记录其日均值。采用分析方法及依据分别为甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（HJ 482—2009）、纳氏试剂分光光度法（HJ 533—2009）、亚甲蓝分光光度法（《空气和废气监测分析方法》）。endprint

3 生物发酵床养殖技术监测结果分析

采用生物发酵床养殖技术后，由于有机垫料中含有相当活性的有益微生物，这些微生物能够迅速有效地降解、消化牲畜的粪尿排泄物，不需要每天打扫牲畜栏、冲洗牲畜舍，在整个饲养过程中没有任何废弃物排放，真正实现了污染物“零排放”要求，彻底改变了以往养殖中的“粪便满地、污水横流、苍蝇铺面、臭气熏天”的现象，恶劣的人畜生产、生活环境得以彻底改善。同时，有机垫料制作时需要使用大量的作物秸秆，这为习惯于将秸秆废弃或焚烧的农村地区提供了一条有效改善生态环境的途径。

3.1 生物发酵床垫料对养殖区粪尿污染物去除效果分析

由于有机垫料中繁殖有大量的微生物，而牲畜又具有拱翻习性，牲畜在拱翻有机垫料的同时，有效补充了部分饲料中营养成分不足的问题，可以节约大量饲料。垫料使用后可形成直接用于果树、农作物的生物有机肥，达到资源循环利用、变废为宝的效果。本研究生产的有机肥料达到了NY525—2012对于有机肥料的各项指标要求，目前示范企业已经开始了有机肥生产的探索。菌糠、粪便、垫料样品指标分析见表1。

在养殖过程中，畜禽的排泄物混入有机垫料中，通过微生物发酵分解制成优质的生物活性有机肥，既解决了农作物秸秆、锯末、木屑等农业废弃物的出路问题，又从根本上解决了畜禽粪便无害化处理的问题，促进了农业资源的生态循环利用，改善了农业生态环境。菌糠吸收粪便N、P营养物质能力强，其吸附转化率约为200%，经过生物发酵床发酵后的垫料（有机肥）达到有机肥料（NY 525—2012）各项指标要求。

3.2 生物发酵床垫料对养殖区大气污染物去除效果分析

课题组在春、秋2季分别对环境空气及示范工程项目的大气状况进行了相关监测，生物发酵床养殖与传统养殖污染物监测结果见表2。

养牛小区加垫料后与传统养殖方式相比，硫化氢削减28%～45%，平均为38.9%，二氧化硫削减20%～38%，平均削减为30.6%，氨氮削减40%～58%，平均削减47%，说明加生物发酵床垫料的养殖模式污染物产生量明显减少。对养牛场大气污染物按上风向、厂区、牛舍、下风向进行分析如图1所示。

示范工程大气环境变化情况分析如下：一是养殖场大气污染物排放呈现早高峰（与排泄规律同步）、中减缓、晚低谷的規律；二是养牛小区加垫料后与传统养殖方式相比，加生物发酵床垫料的养殖模式污染物产生量明显减少；三是养殖场上方向和下风向大气污染物浓度相当，说明养殖场对外部空气质量影响较小，污染物在厂区内受到了生物发酵床的吸附。由此可见，生物发酵床对环境臭气的吸附能力很强，既吸收了进入环境空气中的污染物，又为生产有机肥提供了必要的氮磷营养，可谓真正的变废为宝。

4 生物发酵床养殖技术建议

生物发酵床养殖技术是一种全新的环保养殖理念，与之相适应的养殖技术与传统的现代养殖技术相比有很大区别，是微生物工程技术在生态农业领域特别是养殖业中的典型应用。牛场以菌糠为生物发酵床垫料进行养殖，菌糠垫料对牛粪尿的吸附转化率高，加垫料对养殖场污染物去除效果明显，经过生物发酵床发酵后的垫料生产的有机肥达到有机肥料（NY 525—2012）各项指标要求。该项技术有效削减恶臭气味，大气污染物明显降低，同时生物发酵床垫料吸附牛粪尿后可以生产有机肥，既有环境效益，又有经济效益。相信随着推广范围的加大，生物发酵床养殖技术必将成为今后养殖业采用的重要饲养方法之一。

5 参考文献

[1] 王振旗.畜禽规模养殖污染治理项目管理机制研究[J].环境污染与防治，2015，37（9）：100-109.

[2] 贾月楼，陆亚珍，张敏，等.菌糠在发酵床垫料中的应用研究[J].当代畜牧，2013（3）：13-14.

[3] 张振文，赵旭纯，林启才，等.一种生物发酵床垫料及其应用：中国，201310365432.8[P].2013-12-25.

[4] 刘波，朱昌雄.微生物发酵床零污染养猪技术研究与应用[M].北京：中国农业科学技术出版社，2009.

[5] 李晓东，王建民，杨景晁.山东省畜禽发酵床养殖技术推广应用现状[J].猪业经济，2013（6）：32-34.

[6] 林启才，杜利劳，张振文.陕西省畜禽养殖业污染成因及防治问题研究[J].陕西农业科学，2014，60（6）：56-58.endprint