张娜
摘要:采用對比试验方法,开展养殖业废弃物发酵作用试验。结果表明:耐高温菌剂发酵时温度最高可达90 ℃,发酵周期由原来的25 d缩至15 d,大肠杆菌第5 d被全部杀死,重金属Cd易迁移态降低6.7%,有助于养殖业废弃物的高效、快捷和无害处理。
关键词:耐高温发酵菌剂;养殖业;废弃物;发酵
中图分类号:X713 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2022)01-0007-03
收稿日期:2021-10-30
作者简介:张 娜(1981—),女,高级农艺师,从事农业技术推广工作。
我国是农业大国,养殖业为农业发展和保障“肉蛋奶”供应做出了重大贡献。据农业农村部统计,我国每年畜禽粪污产生量高达38亿t,但综合利用率却不足60%。养殖业废弃物带来巨大面源污染风险,如有机物、氮、磷等造成水体污染,重金属、抗生素造成土壤污染,硫醇类、氨、硫化氢等造成大气污染。据统计,在养殖业废弃物处理方面,58%的生产者表示用于堆肥,直接还田占30%,被人拉走或买走占7%,直接将养殖业废弃物扔掉的生产者占5%。堆肥后还田被认为是养殖业废弃物的最佳处理模式。在堆肥处理技术方面,目前国内主要采用直接露天发酵、加腐熟剂发酵、发酵罐发酵三种方式,但三种方式分别存在起温慢、发酵周期长、设备成本高等难题。2021年,采用对比试验方法,开展耐高温菌剂对养殖业废弃物发酵作用试验,研究其发酵过程中主要无害化指标的变化情况,为实现养殖业废弃物快速化、无害化处理和有机肥替代化肥、建设美丽乡村提供技术保障。
1 材料与方法
1.1 试验材料
耐高温菌剂:由辽宁省华电环保科技有限公司生产,有效活菌数≥0.5亿/g;养殖业废弃物:以猪粪为主,取自黑山县当地养殖厂,有机质30%;秸秆:玉米秸秆。
1.2 试验设计
试验于2020年5—8月进行,采用单因素试验方法,设3个处理。处理1:耐高温菌剂+养殖业废弃物(猪粪为主)2 000 kg+秸秆500 kg;处理2:对照菌剂+养殖业废弃物(猪粪为主)2 000 kg+秸秆500 kg;处理3:不加菌剂+养殖业废弃物(猪粪为主)
2 000 kg+秸秆500 kg。
1.3 试验方法
将养殖业废弃物、秸秆、菌剂混匀,堆成2.0 m×1.3 m×1.2 m(长×宽×高)左右的长垛条。处理1温度升到80 ℃时维持1~2 d翻倒,处理1和处理2温度根据实际情况升到50~60 ℃左右时维持1~2 d翻倒。
1.4 检测指标
按照《有机肥料》标准(NY 525)检测大肠菌群数和种子发芽指数(GI);按照《肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标》标准(GB/T 23349)检测重金属Cd。
2 结果与分析
2.1 发酵周期
各处理发酵周期数据如表1和图1所示。
由图1可知,处理1在第3 d就达到65 ℃,最高温度达90 ℃,比对照处理2提前2 d达到60 ℃;处理2最高温度为68 ℃,处理3最高温度为58 ℃。处理1维持80 ℃以上6 d,这段时间可杀灭病原微生物及病虫卵,使有机质充分腐熟分解;处理2维持60 ℃以上
5 d。处理1在第15 d堆肥基本腐熟,处理2需20 d,处理3需25 d。由此可见,耐高温菌剂能够明显缩短发酵周期。
2.2 大肠杆菌数
对处理前大肠杆菌数进行初始检测,初始值为3.5×104 个/g。分别对3 个处理发酵5 d、10 d和15 d的大肠杆菌数进行检测,检测数据如表2和图2所示。
由图2可知,处理1在第5 d时大肠杆菌被全部杀死,处理2在第10 d时大肠杆菌被全部杀死,处理3在第15 d时仍有大肠杆菌。原因在于处理1从堆肥前期快速升温至高温,可有效杀死堆体中的大肠杆菌,故大肠杆菌在5 d内被全部杀死。
2.3 种子发芽率(GI)
种子发芽率(Gi)结果如表3和图3所示。
由图3可知,处理1在3 d后达70%以上,5 d后达90%,7 d达到100%以上,基本实现3 d达到有机肥料GI值>70%要求。处理2在5 d后达到75%,处理3在7 d后达到70%。可见,耐高温菌剂有助于提高种子发芽率。
2.4 重金属Cd
不同形态重金属Cd占总镉的百分数如表4和图4所示。处理前初始时易迁移态(可还原态+可交换态)占比为43.4%,发酵结束后处理1易迁移态占比下降至36.7%;难迁移态(残渣态+可氧化态)占比为63.3%,易迁移态降低6.7%;处理2易迁移态降低3.1%;处理3易迁移态降低1.0%。可见,耐高温菌剂能降低重金属Cd的活性。
3 结论
通过新型耐高温发酵菌剂对养殖业废弃物发酵效果的影响研究,结果表明:耐高温菌剂发酵时温度最高可达90 ℃,发酵周期由原来的25 d缩至15 d,大肠杆菌第5 d被全部杀死,重金属Cd易迁移态降低6.7%,可见,耐高温发酵菌剂的应用有助于养殖业废弃物的高效、快捷和无害处理。
参考文献
[1] 吴浩玮,孙小淇,梁博文,等.我国畜禽粪便污染现状及处理与资源化利用分析[J].农业环境科学学报,2020,39(6):1 168-1 176.
[2] 申贵男,袁媛,艾士奇,等.东北粮食主产区秸秆和畜禽粪便资源化现状问卷调查及建议[J].土壤与作物,2020,9(3):296-303.
[3]吴春香,田晋梅.山西畜禽养殖业废弃物处理与利用现状及对策分析[J].山西科技,2020,35(2):90-93.
Effect of New High Temperature Resistant Fermentation Agent on the Fermentation Effect of Aquaculture Waste
ZHANG Na
(Liaoning Agricultural Development Service Center, Shenyang 110032,China)
Abstract: The experiment on the effect of high temperature resistant fermentation bacteria on the fermentation of aquaculture waste was carried out. The results showed that the maximum fermentation temperature was 90 ℃, the fermentation cycle was shortened from the original 25 days to 15 days, all E. coli were killed on the fifth day, and the easy migration state of heavy metal Cd was reduced by 6.7%. It can provide a technical way for the efficient, rapid and harmless treatment of aquaculture waste, and can be further popularized and applied.
Key words: high temperature resistant fermentation bacteria; aquaculture; waste; fermentation effect44D8F39B-6859-4E0A-8989-561A7D53A0E8