CN112640798A

CN112640798A - 一种畜禽养殖用复配垫料及其制备方法和畜禽异位发酵床

Info

Publication number: CN112640798A
Application number: CN202010877903.3A
Authority: CN
Inventors: 米见对; 张宇; 廖新俤; 蓝天; 朱靖雄
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2040-08-27
Also published as: CN112640798B

Abstract

本发明公开了一种畜禽养殖用复配垫料及其制备方法和畜禽异位发酵床，每立方米所述复配垫料包括：锯末0.1‑0.5m³、稻壳0.1‑0.5m³、甘蔗渣0.2‑1.0m³、玉米粉0.5‑2.5kg、畜禽粪便10‑30kg、发酵菌剂0.1‑0.25kg以及畜禽粪水，且所述畜禽粪水使得每立方米所述复配垫料的含水量为45‑65％。本发明主要通过对甘蔗渣的资源化利用，以甘蔗渣作为发酵床垫料，实现废弃物再利用的同时有利于绿色循环发展，且促进畜牧业，尤其是养猪业的可持续发展。

Description

一种畜禽养殖用复配垫料及其制备方法和畜禽异位发酵床

技术领域

本发明属于畜牧养殖领域，具体为一种畜禽养殖用复配垫料及其制备方法和畜禽异位发酵床。

背景技术

养猪业作为中国畜禽养殖最大的门类，每年产生大量粪污，带来了极大的污染问题，使畜禽养殖成为了重要的面源污染源之一。2017年《畜禽粪污资源化利用行动方案(2017-2020年)》中推荐了区域重点及技术模式，广东省作为东部沿海发展地区，其主要粪污治理模式有4种，分别包括“粪污专业化能源利用”模式、“异位发酵床”模式、“污水肥料化利用“”模式、“污水达标排放”模式。“异位发酵床’模式是其主推模式之一。这种模式旨在将粪污通过漏缝地板进入底层或转移到舍外，并利用微生物菌与垫料进行发酵分解，达到粪污无害化与减量化的目的。采用“公司+农户”模式的家庭农场宜采用舍外发酵床模式，规模生猪养殖场宜采用高架发酵床模式。同时，异位发酵床技术是一项集合粪污减量化、资源一体化的综合配套技术通过这种技术，可以利用发酵床中的微生物，对粪污进行消耗，降低环境污染，改善舍内空气质量，提升畜禽养殖水平。因此，“异位发酵床”作为养猪业粪污处理的主推模式之一，具有很好的应用前景。

异位发酵床技术来源于发酵床养殖技术，发酵床养殖技术以发酵床为载体，利用微生态理论与生物发酵理论，通过筛选、培养、扩繁合适的菌种，将其与木屑、谷壳等农副产品进行混合铺洒作为畜禽舍内垫料进行养殖。但此技术存在以下缺点：(1)发酵床的温湿条件非常适宜微生物生存，也同时适宜病原微生物与寄生虫的繁殖，一旦因为管理不善导致病原微生物与寄生虫侵入，将非常难以去除。垫料与畜禽，如猪体直接接触，将可能影响畜禽的健康生长；(2)发酵床因为微生物的分解产热，在夏季等高温时节将难以散热，容易导致室内温度升高，引起畜禽产生热应激；(3)由于垫料中添加了经过筛选的特殊菌种，为了保证其生长，在管理中不宜使用消毒剂，对该垫料的制作工艺，实际生产管理提出了更高的要求，间接或直接导致使用成本过高。因此，将发酵床与养殖分离，形成了“异位发酵床”模式，受到了国家的肯定并积极推广。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种畜禽养殖用复配垫料及其制备方法和畜禽异位发酵床，其尤其适用于畜禽异位发酵床的制作，其主要通过对甘蔗渣的资源化利用，以甘蔗渣作为发酵床垫料，实现废弃物再利用的同时有利于绿色循环发展，且促进畜牧业，尤其是养猪业的可持续发展。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，提供了一种畜禽养殖用复配垫料，其中，每立方米所述复配垫料包括：锯末0.1-0.5m³、稻壳0.1-0.5m³、甘蔗渣0.2-1.0m³、玉米粉0.5-2.5kg、畜禽粪便10-30kg、发酵菌剂0.1-0.25kg以及畜禽粪水，且所述畜禽粪水使得每立方米所述复配垫料的含水量为45-65％。

优选的，所述甘蔗渣的可溶性糖含量为0.5-2.5％。

优选的，所述发酵菌剂由硝化细菌、纤维素分解菌、芽孢杆菌和放线菌组成，且按重量计，硝化细菌：纤维素分解菌：芽孢杆菌：放线菌＝1:1:1.5:2。

优选的，所述畜禽粪便包括猪粪。

优选的，所述畜禽粪便的含水量小于或等于10％。

优选的，所述畜禽粪水由猪粪、猪尿水以及水配制而成，且按重量计，猪粪：猪尿水：水＝1:1:5。

优选的，所述锯末的粒径为0.5-1cm。

另一方面，还提供一种上述复配垫料的制备方法，包括如下步骤：

S1、取权利要求1中所述用量的锯末、稻壳、甘蔗渣、玉米粉混合均匀；

S2、加入畜禽粪水进行搅拌混合，且混合过程中加入权利要求1中所述用量的发酵菌剂，调节混合物的含水量为50-55％，混合物不滴水、可以手握成团时停止搅拌，然后将混合物放入发酵容器中进行发酵；

S3、待发酵温度大于或等于30℃时起，每隔三天往发酵容器内添加权利要求1中所述用量的畜禽粪便的10-20％，直至畜禽粪便全部添加完毕；以及每隔三天往发酵容器内添加畜禽粪水，且每次添加完畜禽粪水后均要检测混合物的含水量，使其含水量为45-65％，持续30天后，每立方米含水量为45-65％的发酵混合物即为所述畜禽养殖用复配垫料。

优选的，步骤S3中，每次添加畜禽粪便和畜禽粪水后均搅拌均匀。

另一方面，还提供一种畜禽异位发酵床，其包括上述的复配垫料，且所述复配垫料的厚度为10-30cm。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明尤其适用于畜禽异位发酵床的制作，其主要通过对甘蔗渣的资源化利用，以甘蔗渣作为发酵床垫料，实现废弃物再利用的同时有利于绿色循环发展，且促进畜牧业，尤其是养猪业的可持续发展。

附图说明

图1为试验各组床体的温度与环境温度曲线图；

图2为各组床体的总氮含量变化曲线图；

图3为各组垫料的C/N的变化趋势图；

图4为各组垫料有机质含量变化趋势图；

图5为各组垫料硝态氮含量变化趋势图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例提供了一种畜禽养殖用复配垫料，其中，每立方米所述复配垫料包括：锯末0.2m³(所述锯末的粒径为1cm)、稻壳0.5m³、甘蔗渣1.0m³、玉米粉2.4kg、畜禽粪便28kg、发酵菌剂0.25kg以及畜禽粪水，且所述畜禽粪水使得每立方米所述复配垫料的含水量为65％。

甘蔗是中国重要的糖料作物，甘蔗渣作为制糖工业的主要废弃物，具有极大的可开发潜力。甘蔗渣作为甘蔗压榨后的产物，残留了一定量可溶性糖，具有极强的可降解性，能快速被微生物利用，因此，本实施例优选可溶性糖含量为2.5％的甘蔗渣的。此外，由于近年来锯末价格的持续走高，且锯末的来源也受到地理位置的影响，因此其增加了发酵床的使用成本，而使用甘蔗渣开发新的垫料种类能够有效降低成本，促进发酵床垫料模式的使用，尤其是在缺乏木屑来源的地区，通过甘蔗渣结合当地资源，可因地制宜制作合适的发酵床垫料以推广发酵床技术，由此实现废物再利用，有利于绿色循环发展，促进畜牧业，尤其是养猪业的可持续发展。

进一步的，所述发酵菌剂由硝化细菌、纤维素分解菌、芽孢杆菌和放线菌组成，且按重量计，硝化细菌：纤维素分解菌：芽孢杆菌：放线菌＝1:1:1.5:2；所述畜禽粪便包括猪粪，且所述畜禽粪便的含水量为5％；同时，所述畜禽粪水由猪粪、猪尿水以及水配制而成，且按重量计，猪粪：猪尿水：水＝1:1:5。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，本实施例的畜禽养殖用复配垫料中，每立方米所述复配垫料包括：锯末0.3m³(所述锯末的粒径为0.5cm)、稻壳0.1m³、甘蔗渣0.5m³、玉米粉0.5kg、畜禽粪便12kg、发酵菌剂0.15kg以及畜禽粪水，且所述畜禽粪水使得每立方米所述复配垫料的含水量为55％；所述甘蔗渣的可溶性糖含量为1.5％，畜禽粪便的含水量为10％。

实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，本实施例的畜禽养殖用复配垫料中，每立方米所述复配垫料由以下组分组成：锯末0.5m³(所述锯末的粒径为0.8cm)、稻壳0.3m³、甘蔗渣0.2m³、玉米粉1.5kg、畜禽粪便20kg、发酵菌剂0.1kg以及畜禽粪水，且所述畜禽粪水使得每立方米所述复配垫料的含水量为45％；所述甘蔗渣的可溶性糖含量为0.5％，畜禽粪便的含水量为3％。

实施例4：

本实施例还提供了一种实施例1-3中任一项所述畜禽养殖用复配垫料的制备方法，其包括如下步骤：

S1、取实施例1-3中任一项所述用量的锯末、稻壳、甘蔗渣、玉米粉混合均匀；

S2、加入畜禽粪水进行搅拌混合，且混合过程中加入实施例1-3中任一项所述用量的发酵菌剂，调节混合物的含水量为50-55％，混合物不滴水、可以手握成团时停止搅拌，然后将混合物放入发酵容器中进行发酵；

S3、待发酵温度大于或等于30℃时起，每隔三天往发酵容器内添加实施例1-3中任一项所述用量的畜禽粪便的10-20％，直至畜禽粪便全部添加完毕；以及每隔三天往发酵容器内添加畜禽粪水，且每次添加完畜禽粪水后均要检测混合物的含水量，使其含水量为45-65％，每次添加畜禽粪便和畜禽粪水后均搅拌均匀；持续30天后，每立方米含水量为45-65％的发酵混合物即为所述畜禽养殖用复配垫料。

实施例5：

本实施例提供了一种畜禽异位发酵床，其包括实施例1-3中任一项所述的复配垫料，且所述复配垫料的厚度为10-30cm(优选为20cm)。

表1示出了各种垫料的成本构成。

表1各垫料成本价格核算

从表1可以看出，本发明采用甘蔗渣替代传统垫料原料制备发酵床垫料，实现了废弃物的再利用，且可以大幅节省成本，可有效缓解南方养猪业中推广异位发酵床应用时垫料不足且垫料原料成本高的问题。

为了进一步说明本发明垫料的应用价值，本发明还实施了异位发酵床现场应用试验。如表2所示，试验分为对照组A(传统垫料组，锯末和稻壳的体积比为1:1的混合垫料，添加菌剂)和对照组B(传统垫料组，锯末和稻壳的体积比为1:1的混合垫料，不添加菌剂)，实验组C(本发明的复配垫料)和实验组D(本发明的复配垫料(不含发酵菌剂))，进行垫料发酵试验。

表1现场应用试验分组

试验各组床体的温度与环境温度如图1所示。各处理组在试验期间变化趋势类似，仅在试验第14d～17d，由于天气原因气温骤降导致床体温度持续下降外，其余时间各组床体温度均达到35℃以上。

在整个试验期间，A、B、C、D组垫料的平均温度为37.22±0.78℃、34.84±0.84℃、43.98±1.1℃、39.61±1.04℃，方差结果表明，A、B组间差异不显著(P>0.05)；C组极显著高于D组(P<0.01)；A组极显著低于C组(P<0.01)，说明是否添加菌剂对传统垫料组影响不显著，但能显著提高甘蔗渣组的床体温度，且在都有外源菌添加的条件下，甘蔗渣组的床体温度明显比传统垫料组高，具有更强的升温效果。

试验各组床体的总氮含量变化如图2所示。A、B、C、D组垫料全期总氮含量分别为6.31±0.19g/kg、6.75±0.21g/kg、8.31±0.33g/kg、8.44±0.38g/kg。方差分析表明A、B组间差异不显著(P>0.05)，C、D组间差异不显著(P>0.05)，而其余各组间差异极显著(P<0.01)，说明本发明的复配垫料具有较强的保氮能力。

如图3所示，随着发酵床的运行时间的延长，各组垫料的C/N均呈下降趋势。A、B、C、D组垫料全期C/N分别为107.18±3.92、103.82±3.5、81.36±4.29、86.54±5.12；方差分析表明A、B组间差异不显著(P>0.05)，C、D组间差异不显著(P>0.05)，而A、B组均显著高于C、D组(P<0.05)。

A、B、C、D组垫料的初始C/N分别为133.81±7.87、127.02±2.52、129.88±20.84、140.58±17.18，方差分析表明各组组间差异不显著(P>0.05)。A、B、C、D组垫料的最终C/N分别为104.44±6.35、100.01±6.49、67.26±5.86、64.55±0.90，方差分析表明A、B组间差异不显著(P>0.05)，C、D组间差异不显著(P>0.05)，而A、B组均显著高于C、D组(P<0.05)，说明本发明的复配垫料能显著降低床体C/N。

各组垫料有机质含量变化如图4所示。A、B、C、D组垫料全期总有机质含量分别为654.78±8.67g/kg、679.39±10.22g/kg、635.06±11.14g/kg、671.02±8.00g/kg，方差分析表明，A、C组间差异不显著(P>0.05)，A、B、D组间差异不显著(P>0.05)，C组显著低于D组(P<0.05)，极显著低于B组(P<0.01)。

垫料总有机质含量在第3天有明显下降，A、B、C、D组垫料含量分别为641.81±27.36g/kg、657.01±46.26g/kg、536.58±47.9g/kg、608.21±41.93g/kg，尽管方差分析表明各组之间差异不显著(P>0.05)，但C组有机质含量相比其它各组还是有较为明显的下降。说明本发明的复配垫料在使用前期更有利于分解，可能是由于其中有较为好利用的可溶性糖的原因，并且使用外源添加发酵菌剂，能进一步有效促进床体有机质的降解。

各组垫料硝态氮含量变化如图5所示。全期中A、B、C、D组垫料平均硝态氮含量分别为127.78±11.53mg/kg、114.52±10.34mg/kg、92.31±7.31mg/kg、77.63±6.74mg/kg；方差分析表明B、C组差异不显著(P>0.05)。而A组硝态氮平均含量显著高于C组(P<0.05)。说明是否添加外源菌剂对硝态氮含量差异不显著，而传统垫料组具有较高的硝态氮含量。

综上所述，本发明中采用甘蔗渣作为原料，与其他组分合理复配获得的垫料具有更高的床体温度，有机质降解较快，且总氮含量显著高于传统垫料组，具有较好的保氮能力。同时，添加甘蔗渣能显著促进床体C/N的降低，而传统垫料组较为容易产生硝态氮。采用甘蔗渣作为原料进行发酵能改善床体微生物群落，更加促进物料发酵分解。进一步的，通过对甘蔗渣的资源化利用，以甘蔗渣作为发酵床垫料，实现废弃物再利用的同时有利于绿色循环发展，且促进畜牧业，尤其是养猪业的可持续发展。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种畜禽养殖用复配垫料，其特征在于，每立方米所述复配垫料包括：锯末0.1-0.5m³、稻壳0.1-0.5m³、甘蔗渣0.2-1.0m³、玉米粉0.5-2.5kg、畜禽粪便10-30kg、发酵菌剂0.1-0.25kg以及畜禽粪水，且所述畜禽粪水使得每立方米所述复配垫料的含水量为45-65％。

2.如权利要求1所述的复配垫料，其特征在于，所述甘蔗渣的可溶性糖含量为0.5-2.5％。

3.如权利要求1所述的复配垫料，其特征在于，所述发酵菌剂由硝化细菌、纤维素分解菌、芽孢杆菌和放线菌组成，且按重量计，硝化细菌：纤维素分解菌：芽孢杆菌：放线菌＝1:1:1.5:2。

4.如权利要求1所述的复配垫料，其特征在于，所述畜禽粪便包括猪粪。

5.如权利要求1所述的复配垫料，其特征在于，所述畜禽粪便的含水量小于或等于10％。

6.如权利要求1所述的复配垫料，其特征在于，所述畜禽粪水由猪粪、猪尿水以及水配制而成，且按重量计，猪粪：猪尿水：水＝1:1:5。

7.如权利要求1所述的复配垫料，其特征在于，所述锯末的粒径为0.5-1cm。

8.一种如权利要求1-7任一项所述复配垫料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，每次添加畜禽粪便和畜禽粪水后均搅拌均匀。

10.一种畜禽异位发酵床，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的复配垫料，且所述复配垫料的厚度为10-30cm。