河南省鄢陵县只乐乡河徐村养猪小区有十来家养猪场,排出的粪污严重影响当地居民的生活,乡政府决心彻底治理。2008年11月,乡政府组织两个猪场,各自分别试用湿式发酵床和干撒式发酵床改造一幢圈舍,看哪种技术更好用。到2009年5月初,乡政府专门筹集资金购买了干撒式发酵床菌种,免费供给有条件改造的五个猪场,一次就把约1/3的猪圈改造成了干撒式发酵床圈舍。乡政府为什么要这样选择呢?本章就两种发酵床技术的操作和使用效果给以分析比较。
1.发酵菌剂的比较
(1)湿式发酵床菌剂:湿式发酵床菌剂的来源有两种。一种是自行从野外采集菌种培养,这需要专门技术和培养条件,制成菌剂的质量有较大差异。第二种来源是购买专门商品菌剂。对于一般养猪场,选用商品菌剂质量容易把握,比较实用。
野生的发酵菌种简称土著菌。阔叶树木和竹林中落叶下腐殖质丰富的地方有大量的土著菌,是适宜采集的地方。土著菌是酵母菌、曲霉菌、放线菌、乳酸菌等多种菌类的组合体,有好氧菌,也有厌氧菌。在不同的地点和季节采集的菌种有较大差异。
原始菌种的采集方法主要包括林间落叶区采集法、田间采集法和室内模拟落叶采集法。
自行采集培养菌种包括土著菌原种采集培养、营养液制作两方面。采集到原种需要经过培养和扩增步骤,制成发酵床使用的菌种。营养液包括植物营养液、乳酸菌营养液和生鱼营养液等三部分。
(2)湿式发酵床菌剂的剂型:有干粉和液体两种剂型。干粉菌种的活力保持持久,液体菌种的活力衰减较快,常规条件下长期存放质量没有保证。
(3)干撒式发酵床菌剂:是干粉状,没有液体菌剂。菌剂一般是从专门商家购买。干粉剂便于运输和存储。如北京华夏康源科技有限公司开发的金宝贝干撒式发酵床菌剂。
干撒式发酵床除垫料原料外,只需要单一的商品菌剂,不需要其他的营养剂和辅料等。
2.垫料原料选用比较
湿式发酵床一般使用锯末和稻壳各半混合做垫料,也可在垫料下层铺垫木段、树枝和农作物秸秆等。虽然锯末的碳氮比几乎在所有原料中最高,吸附性能也很好,但吸水后的透气性能较差,所以要掺入不黏结、透气性好的稻壳增加透气能力。
干撒式发酵床对垫料原料种类要求不严,可以单用锯末或稻壳,也可锯末与稻壳任意比例混合使用。除了锯末和稻壳外,可用多种原料部分或全部替代,如刨花、花生壳、玉米芯、棉花秆、麦秸、玉米秸、木段和树枝等。可因地制宜采集原料,能降低成本。干撒式发酵床下层垫料单独使用这些替代原料,几乎不影响使用效果。
3.发酵床铺设操作比较
(1)湿式发酵床的铺设:湿式发酵床的特点是垫料原料加水提前发酵。提前发酵的目的是繁殖扩充发酵功能菌,同时通过发酵产生的微生态环境和高温杀灭其他杂菌。
铺设方法有均匀垫料法和分层垫料法两种。铺设前要准备垫料原料、菌种和辅料等。
①均匀垫料铺设法的操作方法:先将垫料原料中均匀添加菌种和水分(垫料水分含量达到50%~60%),然后发酵10~15天,发酵过程中要进行翻倒。垫料厚度为80~100厘米。发酵好的垫料再次翻倒、散热后填入发酵池,停歇1~2天进猪饲养。以后在饲料和饮水中经常添加发酵菌剂。均匀垫料法的垫料可在猪舍发酵池中直接制作,也可在舍外集中统一制作。参见彩图2、3。
②分层垫料铺设法的操作方法:首先准备材料,包括垫料原料和辅料,辅料有营养液及深层土、粗盐等。其次是分层铺设垫料。垫料分上下两层,分别深约40厘米和50厘米,合计深度为90厘米左右。下层用木段、木屑或整株玉米秆等。可先铺木段30~40厘米厚,再铺木屑,使厚度达到50厘米;也可铺成50厘米的玉米秸秆或30厘米稻壳加20厘米木屑;玉米秸秆要踩实。下层铺成后撒一层2厘米厚的深层土,再按每平方米150克的用量撒一层粗盐,上面再铺一层约1厘米厚的树叶,树叶上面依次铺撒菌种、土、粗盐,喷洒蔬菜营养液和乳酸菌营养液。
分层垫料法上层垫料的铺设与均匀垫料铺设法基本相同。
(2)干撒式发酵床的铺设:干撒式发酵床垫料原料铺进发酵池的同时与菌种简单混合,铺满垫料当即就可养猪。垫料不加水也不提前发酵,只等有猪粪尿进入后就可启动发酵过程。
干撒式发酵床操作简便,铺设每平方米约需用人工0.03个。湿式发酵床铺设不但时间长,而且用工多,每平方米约需人工0.15~0.3个。两种方法铺设用工相差5~10倍。
4.垫料干湿状态对发酵过程的影响
发酵床的发酵过程不但需要氧气,而且要及时排出生成的废气和蒸腾的水汽,因此垫料要有良好的透气性。湿垫料中水分占据空间,不利于气体的流动和交换。较干的垫料透气效果好,利于发酵。
粪尿中的氮元素不论是以铵盐形式,还是以氨基酸、硝酸盐及其他复杂含氮物质形式积存于垫料中,只要不转化为气体排出,都会留在垫料中,造成垫料发酵功能老化,除非猪吃掉部分垫料或者用新垫料替换老垫料。以氨气等气体形式排放是彻底转化和释放粪尿中氮元素的主要途径。
氨气易溶于水,水分多便于氨气以铵态滞留于垫料中。较干的垫料有利于氨气等废气从垫料中释出,这样能加速粪尿彻底降解。
干撒式发酵床垫料中一般不加水。正常维护情况下,表层和中间发酵层垫料的水分平均为30%~40%,外观比较松散,下层仍干燥。
垫料越干,传热越慢,保温效果越好。这样能保证垫料中间的发酵层积累较高的温度。较高的发酵温度不但提高发酵效率,而且加快蒸腾粪尿水分的速度。
干撒式发酵床的垫料干,水分蒸发的负担小,水分含量不易超标。相反,湿式发酵床本身的水分较多,在维护中稍有不慎就可能造成水分超标,进而导致死床。
5.垫料厚度比较
湿式发酵床垫料厚度为80~100厘米。
湿垫料的保温效果较差,垫料薄时不能使中间发酵层积累较高的发酵温度,也不能保障单位面积有足够的发酵空间。
干撒式发酵床垫料比湿式发酵床要薄40%。节省了垫料投资,减少发酵池建造费用。
干撒式发酵床垫料干,保温透气性能好,中间发酵层发酵温度和发酵效率高,没有必要使用很厚的垫料。
6.垫料含水量对养猪的影响
干垫料发酵效率高,同样面积,干撒式发酵床比湿式发酵床多养猪1/3。
猪在湿垫料上躺卧不舒服,特别是夏季更热。干垫料能阻隔发酵层的热量向上传导,猪在夏天躺卧到干撒式发酵床上不太热,感觉比较舒爽。
7.休眠性能比较
湿式发酵床在不发酵时,菌种活力在湿环境中衰减较快,所以湿式发酵床圈不宜空置较长时间。
干撒式发酵床铺成后,如果没有粪尿进入垫料,就不会启动发酵过程,这时菌种处于休眠状态,短时间活力不会有很大的衰减。所以新铺成的干撒式发酵床闲置一段时间再喂猪也可以。用过后的干撒式发酵床也可以间歇一段时间再养猪。停止养猪后,要将集中的粪尿与垫料掺和填埋,并保持圈舍通风,以尽快发酵分解粪尿和蒸发水分。
8.对圈内水泥台的要求
湿式发酵床要求在猪圈内保留较大面积的水泥地面,目的是让猪在炎热天气时卧在水泥地上,以避开发酵垫料上的湿热。这样做在湿式发酵床技术中似乎是必要的,因为在没有更好解决夏季湿热的办法之前,这是不得已的措施。但是,这种办法最少带来三个问题。
首先,水泥地面没有发酵功能,是无效地面,浪费圈舍,只有发酵垫料的面积才决定养猪数量。
其次,猪的粪尿排到水泥地面上还需要人工清理,增加工作量,即使频繁清理也不能保持十分干净。
再次,水泥地面上的粪尿易滋生蝇蛆。其实,在炎热天气时水泥地面上的温度与空气温度一致,并不凉爽。
参见彩图4、5、53、73。
在干撒式发酵床技术中,特别强调除了必需的走道和饮水导流台外,不要建造水泥地面。这样就增加了有效面积,也省去了建水泥台带来的麻烦。
9.垫料维护和应对高温措施比较
湿式发酵床垫料湿、易板结,需要翻动的垫料较深,翻动维护费工费力。而干撒式发酵床垫料中水分少,垫料轻,厚度薄,中下层垫料干燥松散,不容易板结,减少了翻动的频率,一般情况下下层不需要翻动,所以翻倒维护省工省时。
热天是发酵床应用麻烦最多的时候。除了通风降温外,湿式发酵床应对高温天气的措施主要有:预留水泥台供猪躺卧;在垫料上喷水抑制发酵强度,少产热。
预留水泥台的缺点已分析过。依靠喷水减少发酵产热,会造成垫料过湿而影响发酵床的正常运行,使粪尿积留于垫料中。所以,湿式发酵床解决高温问题的方法不理想。
干撒式发酵床应对高温的方法则不同。除了通风措施以外,主要采用以下两种措施:把垫料人为地划分为发酵区和睡卧区,猪在睡卧区躺卧感觉凉爽;使用冷风机通风降温效率高,运行过程中要求开放圈舍,有利于发酵产生的废气和水汽的排放。
10.使用寿命比较
(1)发酵床的运行寿命取决于以下四个因素。
一是垫料的分解程度,这决定垫料是否有能力继续支持功能菌降解粪尿。而这又取决于垫料中原有的碳水化合物含量与分解速率,以及是否补充新垫料。
二是氮元素的积累程度。过多的氮元素积累造成垫料中碳素营养相对缺乏,使发酵床功能衰败。氮素的积累取决于粪尿降解成气体的效率和垫料的更新速度。
三是垫料中盐类积累的程度。过高的盐浓度会抑制功能菌的活力,降低发酵效率,形成所谓的盐渍现象。
四是菌种的活力。菌种活力强,不但发酵效率高,而且可以抑制其他杂菌存活繁殖。
(2)湿式发酵床技术起码在五个方面存在不足。
一是提前发酵消耗了垫料中的碳素营养,缩短了垫料的发酵寿命。
二是湿垫料在没有粪尿参与的情况下也能持续缓慢地发生自身的降解,就是一般所说的沤烂、腐烂过程。不论垫料在降解粪尿过程中起多大作用,使用2~3年甚至1年,垫料都会出现严重的粉化。这时垫料中的碳水化合物含量大幅度降低,不能有效支持发酵降解粪尿的反应。也就是说,部分垫料在没有起到发酵粪尿的作用下照样沤烂了。
三是在碳素营养补充方面,湿式技术中垫料发酵不够充分,猪吃垫料少,相应补充新垫料就不多,碳素营养得不到足量供应。
四是发酵运行中产生和排放氨气等气体的效率低,粪尿较多地积存于垫料中。
五是提前添加盐增加垫料中盐浓度,补充新垫料少不能充分稀释盐浓度。
所以湿式发酵床即使在良好维护的情况下也只能运行2年,而且应用失败的较多。
干撒式发酵床较好地解决了这五个缺点。不提前发酵,不明显发生自身分解消耗,不浪费垫料营养;下层垫料基本保持原来的干燥状态,不会自身沤烂;粪尿分解彻底,积存残留物质少;不加盐不增加盐的负担;补充新垫料多,增加碳素营养供应,稀释盐类浓度。
从理论上分析,干撒式发酵床可以运行很多年。实践证明,只要正常维护,干撒式发酵床有把握持续运行3年以上。即使由于粪尿积存过多,导致发酵失败,只要把猪转移,让发酵床休息2~3周,使粪尿发酵,水分蒸发,发酵功能就能完全恢复。
11.使用干撒式发酵床技术要注意的问题
尽管干撒式发酵床优点很多,是相对成熟的发酵床模式,但在应用中需要注意以下3点。
一是垫料原料没有提前发酵,个别情况下会因为猪食入粗硬的垫料发生胃肠道应激,暂时影响生长。特别是垫料上层铺较粗的锯末或刨花,发酵没有启动时喂养洋三元杂交猪,可能出现这种情况。
解决方法:喂养小猪时表层垫料要细,最好已经发酵过。如果将水泥圈内饲养的洋三元等瘦肉率高的断奶仔猪转往发酵床圈舍内喂养,最好提前几天在饲料中添加一点细碎的发酵垫料,使小猪胃肠道功能适应。
二是发酵床刚铺设成时,菌种处于休眠状态,冬季需要启动过程。
三是新启用的发酵床垫料表层会过于干燥,猪跑动时会起尘,引发呼吸道异物性炎症。遇到这种情况要在垫料表面适当喷洒水分。