浙江省发酵床养猪技术应用探讨

周斌

(浙江省畜牧技术推广总站，浙江 杭州 310020)

近年来，浙江省以“绿水青山就是金山银山”理念为指引，按照“双高”农业强省的总体要求，以绿色发展为主线，大力推进畜禽养殖污染整治与废弃物资源化利用，积极探索新技术新模式，发酵床养猪技术作为浙江省科学养猪8大主推技术之一，在节水、占地、污水处理等方面相对优势明显。

发酵床养殖技术是根据微生态理论和生物发酵理论，结合微生物学、营养学、生态学、空气动力学等原理，将微生物菌群、木屑、稻壳等按一定比例进行混合，并利用高转化率的微生物复合菌群[1]及垫料的物理吸附和分散作用，持续、稳定地将畜禽的粪尿废弃物转化为多种营养物质与能量的技术。发酵床模式是利用发酵床养殖技术，实现粪尿完全降解的无污染、零排放目标的新环保型养殖模式[2-3]，该养殖模式最早始于日本[4]，1993年由山东农业大学李铁坚引入中国，随后在福建、山东、辽宁等地大量推广[5]。

1 浙江省发酵床养猪技术发展现状

1.1 浙江省发酵床养猪技术应用情况

2006年，浙江省引入发酵床养猪技术。截至2017年10月底，全省应用发酵床技术养殖场323个，占全省保留场总数的5.3%，其中12个尚未运行，实际应用场311个。其中，衢州、嵊州、丽水、温州、杭州、嘉兴、宁波、金华、台州、绍兴应用数分别为 197、22、25、21、18、1、11、10、3、3个。衢州市应用数最多，197个养殖场应用发酵床技术，占当地保留场的22.6%。全省发酵床养殖总存栏36.17万头，面积27.24万m2，日用水量2 625.14 t，日粪污处理量2503.03 t。

1.2 浙江省发酵床技术模式

1.2.1 接触式发酵床

接触式发酵床主要是通过新建或改建原有猪舍，猪直接同发酵床接触的饲养模式。猪饲喂采用特殊工艺加工而成的含微生物菌种的饲料添加剂，猪舍内全面铺设一定厚度的谷壳、木屑和菌种等混合生物有机物垫料，猪排出的粪尿在猪棚内经微生物完全发酵迅速降解、消化。该技术模式最早在江山县试点，目前全省采用接触式发酵养殖模式的规模猪场有33家，其中与其他发酵床技术混合应用的有5家。

1.2.2 离地发酵床

离地发酵床是将传统“吃、住、排”一体的单层猪舍改为纵向升高的生活、排放两分离的双层猪舍，一层将发酵菌与木屑、谷壳、废菌棒等按照比例建成发酵床，二层为猪生活区，猪排泄物落于发酵床上，通过翻抛机翻抛均匀后，被迅速降解、消化，真正实现零排放。2013年该技术模式在丽水试点，目前全省采用离地发酵床养殖模式的规模猪场有21家，其中与其他发酵床技术混合的为4家。

1.2.3 异位发酵床

异位发酵床主要通过在粪污处理区单独建设发酵车间，用搅拌机将猪粪尿混合均匀后，通过潜污泵输送到有谷壳、木屑等垫料的发酵车间，撒入菌种，翻抛机翻抛均匀，在生物发酵床内形成温度在50 ℃以上的自然发酵环境，高温蒸发污水，微生物分解猪粪和垫料中的有机物，最终形成半成品有机肥。该技术模式2012年在江山开始试点，目前全省采用异位发酵床养殖模式的规模猪场最多，达264家，占84.9%。

1.3 发酵床垫料组成

发酵床垫料成分以木屑、稻壳为主，辅以秸秆、废菌棒、玉米粉、豆粕、果壳等。木屑因其吸水性强、透气性好、使用时间长、不易腐烂等优点，是制作发酵床的最常用的垫料原料。浙江省88.1%的发酵床养殖场选择稻壳和木屑的组合，木屑的用量一般为30%～50%不等，以40%的配比较为常用。在丽水等食用菌种植较多地区，会利用当地食用菌种植后留下的废菌棒为垫料，既可以化废为宝利用，又可以降低垫料成本。

1.4 发酵床菌群组成及来源

国内学者围绕发酵床微生物复合菌剂开展了大量研究工作，王卫平等[6]和张邑帆等[7]均以不同菌种配比成复合菌剂，应用效果较好。复合微生物菌群在氧气充足的条件下，代谢加快，可有效分解垫料中的有机物[8]。微生物复合菌剂主要是将具有嗜热、除臭、木质素和纤维素高效降解能力的好氧菌群及兼性好氧菌群(如芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌等)复配而成。发酵床菌剂主要有国产、进口和自主培育3种，浙江省有234家养殖场采用国产菌种，占现有养殖场数量的75.2%；82家采用进口菌种，其中日本洛东菌种为主要进口菌种，约占进口菌种的50%；11家养殖场国产、进口菌种混用，仅有2家养殖场的菌种为自主培育。

1.5 运行成本与效益

浙江省大多数猪场采用“稻壳+木屑”组合作为垫料，稻壳∶木屑=6∶4，生猪头均垫料一般为接触式1.5 m3、离地0.8 m3、异位0.6 m3。按市场价稻壳625元·t-1，木屑500元·t-1，菌种进口12～28万元·t-1、国产菌种6～18万元·t-1计，垫料(含菌种)成本约为600元·t-1或150元·m-3。

发酵床垫料经长期使用后，受重金属和兽用抗生素富集、发酵效果降低等因素影响，必须彻底清理更换。从浙江省调查情况看，发酵床垫料使用时间最长的为5年，但全省286个养殖场的发酵床垫料使用时间在2～3年，占92.0%。垫料以生产有机肥和直接还田为主，分别为193家和11家，占比62.1%和36.7%，仅有2家的发酵床垫料用于生产基质。

以日处理50 t粪污水(约为500头母猪场，存栏6 000头，年出栏10 000头)的异位发酵床养殖模式为例，发酵车间运营1年电费投入4.26万元(按年用电量10 000度计)，人工费2万元，垫料补充投入4万元，菌种补充4.8万元，设备维护1万元，折旧费6.94万元，合计23万元；有机肥生产车间运营1年电费投入8.52万元(按年用电量20 000度计)，人工费12万元，包装费5万元，设备维护2万元，折旧费15万元，其他费用2.48万元，合计45万元。预计发酵车间和有机肥生产车间运行成本为68万元。根据重金属和兽用抗生素富集情况，建议按1年出料1次计算，日处理50 t粪污水，10 t粪污水可出1 t基础有机肥，年产基础有机肥1 800 t，以市场价600元·t-1计算，预计年产值108万元。扣除68万元成本和折旧，估算年盈利40万元。

2 存在的问题

2.1 垫料成本高

木屑是垫料的主要原料，用量在30%～50%不等。但由于目前国家对树木砍伐量的限制，以及在木材加工业中对于锯末的再回收利用，加上生态养猪技术的推广，使得资源有限的锯末不仅短缺而且价格快速上涨，目前我省木屑价格在500元·t-1以上。同时，垫料利用过程需要补充垫料及菌种，一般30 d需要补加1次菌种或垫料，增加了成本支出。

2.2 管理相对粗放

发酵床技术在管理上要求较高，水分、碳氮比、通气量、温度、有机质含量、pH 等因素都会影响微生物的生长繁殖，从而影响发酵床处理粪污的速度与品质，而绝大多数养殖场仅仅是依靠感官或经验来判断，加上喷污量不加控制，尤其是离地发酵床受生猪饮水区、排泄区的布局限制，引起的粪污分布不均匀，水分调节不到位，极易造成发酵床“死床”。

2.3 翻堆机械故障率较高

常见的翻堆机大多参照有机肥加工地面行走式翻抛机或浅层翻拌机原理加工成的大直径犁刀式、绞龙式等，一些地方甚至是直接用农用翻耙机和有机肥加工的翻混机改装而成的，这些机器往往受力面宽、犁刀长而造成扭矩大，只能通过降低转速和增加动力来补偿，翻耙不均匀、发酵效果差、管道堵塞、零部件腐蚀等情况时有发生。同时，机械外型大且笨重，造价高，电机功率过大，翻堆效率低，犁刀易断裂，故障率高，更严重的是存在犁刀飞出伤人事件的安全风险。

2.4 缺乏发酵床垫料资源化利用安全性的系统评价

由于国内对发酵床技术的研究主要集中在最近10年，对其资源化利用安全性的系统性评价研究不多。各养殖场垫料使用期限时间不定，最长的达5年，90%以上养殖场使用达2～3年，垫料中重金属和兽用抗生素长期累积，直接还田，极易造成土壤的二次污染，对作物生长也可能会产生不利的影响。

3 对策建议

从畜牧业与环境和谐发展的角度来看，降低养殖粪污处理成本与确保不污染环境的矛盾将在今后一个时期长期存在，以粪污处理为主要目的的发酵床模式，具备占地少、处理彻底、运行成本低的特点，会逐步成为养殖粪污处理的补充方式，但受制于垫料、菌种、机械工艺及垫料再次利用安全性等问题，仍需不断改进。

3.1 垫料组分替代

利用我省有较大存量的水稻、油菜、茶果枝条等主要农作物秸秆为原料，评价其总有机碳、全氮、纤维素、木质素等影响发酵床发酵的关键性能参数，找出适合作发酵床垫料的低成本的农作物秸秆替代不同比例的锯末和稻壳。

3.2 自主菌种研发

探讨现有发酵床垫料中优势微生物的种类及数量，并结合传统嗜热及除臭微生物的富集培养手段，定向筛选出适合发酵床发酵的嗜热及除臭优势菌株(群)，及具有高效降解木质素、纤维素的菌株(群)，研发具有自主产权的菌种组合，获得最佳的菌种添加量、添加周期、添加方式。

3.3 运行参数及机械改进

开展不同初始发酵参数对发酵床运行中升温过程、粪尿的消纳情况、持水性及腐熟化程度等评价参数的影响，探讨在适宜初始条件下的翻堆频率、粪污添加量、垫料补料方式、垫料高度、投菌方式等对发酵过程的影响研究。改进翻抛机械，实现粪污、菌剂、垫料自动添加、高效减臭的一体化翻堆设备。

3.4 安全性评价

开展发酵床垫料重金属元素(Fe、Cu、Mn、Zn、Pb、As、Cd、Cr、Hg)、营养元素(N、P、K)和常用兽用抗生素的动态监测和残留检测，评估垫料资源化利用的安全性。根据不同发酵床垫料的理化特性，通过营养元素添加与配方调节，开展垫料肥料化、基质化安全性评价及高值化利用。

3.5 技术培训

充分利用电视、报纸和新媒体，广泛宣传发酵床技术成功经验与模式。多层次、多渠道开展发酵床技术培训，深化农技干部“联村联场”活动，一对一做好养殖户发酵床技术的指导，着力提升基层农技人员和养殖户发酵床管理水平。