圈养野生动物发酵床构建及技术应用——以山魈为例

耿广耀 朱迎娣 王爱善

(上海动物园，上海，200335)

发酵床技术是一种基于微生态理论和生物发酵理论，利用复合菌剂将动物粪便通过微生物分解的新型生态养殖技术[1-2]。发酵床技术以广泛应用于奶牛、猪、种鸭等多种家畜家禽的饲养[3-5]，在家畜家禽中具有粪污无害化，提升饲养环境质量，降低动物发病率，减少抗生素等药物的使用等优点[6-7]，但发酵床技术在野生动物饲养中的应用未见报道。

目前在上海动物园内，圈养着多种来自热带或亚热带地区的珍稀动物，大多数展区地面为水泥地面，每天需要对笼舍进行清洗，耗水量巨大且冬季需要保暖，在展出效果、能耗等方面并未注重低碳环保、关注动物福利，并不符合现代动物园的发展要求。本研究以上海动物园圈养的山魈(Mandrillussphinx)为例，将饲养笼舍分为有发酵床的试验组和无发酵床的对照组，试验组不采取任何保暖形式，对照组11月至次年2月采用电油汀保暖，比较2笼舍温湿度、有毒有害气体等理化性质和山魈血常规、血生化等指标，探讨发酵床技术在山魈饲养管理中的应用，建立动物展区发酵床模型和低碳环保饲养管理新模式，提高动物福利和展示效果。

1 试验方法

1.1 发酵床构建

1.0 kg红糖与1.0 kg水煮沸降至30—40℃后和9.0 kg无菌水充分搅拌，加入15.0 g发酵菌种(益加益发酵床菌种，活菌总数≥200亿/g)，密封发酵7—12 d，直至闻到酸甜味。发酵好的菌液与玉米粉混合均匀(可以撒开)后再与垫料混合均匀，垫料由质量分数60%的木屑，质量分数30%的米糠和质量分数10%的黄土组成。将带有发酵菌的垫料堆在深度为60 cm左右的发酵坑内，坑底部为石子或粗砂砾组成的垫层。垫料适当按压平整后，上面覆盖1层麻袋，发酵5—7 d。木屑是园内绿化垃圾中筛选出的优质树干经粉碎处理所得。

1.2 发酵床饲养管理模式

发酵床发酵5—7 d后，试验组笼舍放入4只山魈，对照组笼舍放入6只山魈。有发酵床的笼舍在改建前笼舍内有4只山魈(2♂，2♀)，改建后如果新引入2只可能会导致种群不稳定，出现打斗等现象，为动物福利、安全考虑，没有再引入；对照组一直是6只，如果取出来2只也会引起种群不稳定。故试验组与对照组山魈数目不一致。每日对发酵床表面山魈粪便进行清理，笼舍内玻璃展面、饲喂台等部位用少量水冲洗干净。在进行日常消毒工作时，不可将消毒液直接喷洒到发酵床上。发酵开始后，前2周，每3 d对发酵床翻动1次，之后每7 d翻动1次，翻动深度为30 cm。发酵床平均厚度降低15 cm左右时，添加垫料至原厚度。当30 cm处垫料干燥捏不成团时，及时补充水分，使垫料保持湿度在50%左右，并保持通风。

表1 试验组与对照组山魈基本情况

1.3 数据收集与处理

在发酵床启动阶段和应用阶段(10月20日至次年4月20日)以30 cm为梯度，每日08：00、12：00、16：00使用数字温度计在左上、左下、中间、右上、右下5个点监测发酵床60、30 cm深处的温度，每日做好工作和耗水量等记录。每周一08：00监测试验组、对照组笼舍的温度、相对湿度和单位体积内NO、H2S、NO2、PM2.5的密度。每月对2组动物的血常规、血液生化、寄生虫进行1次检测。所有试验数据采用Excel 2010、SPSS 18.0进行分析。

2 结果与分析

2.1 发酵床物理性状变化

发酵初期发酵床上层颜色为淡黄色，发酵一段时间后垫料颜色自上而下逐渐变深。垫料未发现霉变、腐烂等现象，发酵过程中未出现异味，发酵床启动127 d后，发酵床平均降低15.0 cm。

2.2 发酵床不同深度温度变化

详细记录了自发酵床建立180 d内每日08：00、12：00、16：00发酵床30、60 cm深度的温度。30 cm处平均温度为38.43℃，60 cm处平均温度为31.66℃，二者差异显著(P<0.05)。发酵床中底层温度变化呈现先上升后下降再上升的趋势，最后稳定波动。

1—7 d为发酵床启动阶段，30 cm处温度第2天上升到最高，为35.90℃，后持续维持在35.00—36.00℃；60 cm处温度缓慢上升至38.10℃。放入山魈后，30 cm处温度快速上升至57.80℃，发酵床发酵至第43天，30 cm处温度下降到50.00℃以下，第68天温度下降到40.00℃以下，总体变化曲线如图1。30 cm处温度为24.45—57.80℃，60 cm处温度为21.02—52.18℃。发酵床启动127 d，发酵床降低15 cm添加垫料后，30 cm处温度快速上升至53.95℃。

2.3 环境温湿度及有毒有害气体差异

试验组与对照组温度，相对湿度及单位体积内有毒有害气体的密度见表2，其中相对湿度、单位体积内H2S、NO、NO2、PM2.5的密度差异不显著。试验组未采取任何保暖措施，但其与采取保暖措施的对照组温度差异不明显，说明发酵床技术在山魈笼舍保暖方面可以与电油汀等取暖设备相媲美。

表2 试验组与对照组环境温湿度及有毒有害气体差异

2.4 体况差异

在试验过程中，对试验组和对照组内饲养的山魈进行血常规、血生化、寄生虫每月检查1次，血常规、血生化指标结果见表3和表4，试验组血常规、血生化等指标与对照组差异不显著。整个发酵床技术应用过程中2群体均未见发病个体。

表3 试验组与对照组山魈部分血液常规指标

表4 山魈发酵床饲养与对照组部分血清生化指标

2.5 经济生态效益差异

在试验过程中每间笼舍的平均耗水量、排污量、工作量、能耗等见表5。动物园大多数室内笼舍地面为水泥地面，在日常饲养管理中，为保持笼舍清洁，每日需要用水冲洗。实验组发酵床基底较对照组传统水泥地面大大降低了耗水量、排污量，同时也降低了工作量。此外，发酵床垫材废弃后还可以作为绿化肥料进行资源化利用。

表5 山魈发酵床饲养与对照组日常管理的差异

3 讨论

发酵床垫料、水分、通风是发酵床系统的决定性因素。发酵床主要影响因素包括：发酵床含水率、翻动频率、温度、垫料、适当的碳氮比、pH值和微生物。固体发酵床热量的主要来源是微生物代谢的反应热，发酵床垫料温度可以作为微生物发酵效果的最直接指标，发酵床内部达到并维持理想的温度利于有益微生物的活动，并对有害微生物起到杀灭和抑制作用[9]。发酵床30 cm深处的温度高于60 cm处的温度与有关研究相似，深度为20 cm和30 cm处的垫料平均温度最高[10]，30 cm深处为发酵床的核心发酵层[11]。Sandler等[12]研究认为发酵床核心发酵层55℃以上维持2—3周，或65℃以上维持1周，或70℃以上维持数个小时，可以有效杀灭病原菌、寄生虫卵等对动物有害的生物。本研究发酵床核心发酵层最高温度达57.8℃，连续23 d温度高于55℃。发酵床产生的热量也可以为动物笼舍提供热量来源，未采取任何取暖措施的试验组与采取取暖措施的对照组相比，发酵床与电油汀有同样的保暖作用。

发酵床发酵过程是有氧发酵过程，氧气体积分数保持在8%—18%较为适宜，为保证发酵床正常运行，对发酵床的翻动深度应不低于30 cm，以确保动物排泄物在该层次与菌种充分混合以达到良好的发酵效果，同时需要保持该层次良好的理化性质。在实际应用中，发现山魈有翻动发酵床的习惯，在一定程度上减少了厌氧发酵发生概率。

空气质量是动物生存的必要条件之一，无污染的空气环境可以保持动物正常的生理机能，如果空气中PM2.5等有毒有害气体过高，务必会影响动物健康。本研究发现试验组笼舍内PM2.5等有毒有害气体与对照组差异不显著，说明发酵床技术在野生动物饲养管理中可以利用。虽然试验组与对照组有毒有害气体无显著性差异，但为了动物健康还需适当进行通风，保持笼舍空气清新。

圈养野生动物发酵床技术，是一项低碳环保健康新型饲养管理技术。发酵床技术应用于山魈饲养管理中，无需人工对山魈等野生动物的排泄物进行打扫，也无需对笼舍地面进行冲洗，减少水资源消耗，减少污水排放量。利用绿化垃圾树枝、树干加工成木屑作为发酵床垫料，垫料更换后可作为绿化肥料，实现绿化垃圾二次资源化利用，在环境保护上有一定的生态效益。在动物疾病防控方面，实验组与对照组山魈血液、血清各项指标差异均不显著(P<0.05)且均未见发病个体，说明发酵床技术并未对山魈健康带来负面影响。本研究用发酵床垫料均为绿化垃圾树干等做成的木屑，是一种较理想的垫料。黄进[13]研究发现锯末碳氮比为400∶1，吸水性为420%。高金波等[14]发现以锯末为垫料的发酵床可以提高动物的血红蛋白质量浓度、淋巴细胞数量、红细胞总数等。同时发酵床垫料也是较好的环境丰容设施，可代替传统饲养模式的水泥地面，改善展区面貌，减少动物刻板行为，在圈养野生动物保护中有生态效益，提升了圈养野生动物福利。