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獭兔粪便资源化利用工艺及应用

2016-02-17刘平国山西省饲料兽药监察所

中国畜牧业 2016年12期
关键词:獭兔厌氧发酵菌剂

文│刘平国(山西省饲料兽药监察所)

崔保维(山西大友农牧业有限公司)

獭兔粪便资源化利用工艺及应用

文│刘平国(山西省饲料兽药监察所)

崔保维(山西大友农牧业有限公司)

随着集约化、规模化的獭兔养殖业迅速发展,獭兔粪便的堆放污染加剧,成为环境污染的突出问题,并严重影响獭兔养殖项目本身的健康发展。目前,国内外动物粪便发酵大多采用好氧发酵工艺,大规模的厌氧发酵未见报道。本研究从兔粪资源化利用角度出发,以工业化生产獭兔粪便生物有机肥为目的,系统研究了獭兔粪便的好氧发酵和厌氧发酵中各种营养成分的变化和不同工艺发酵的有机肥的肥效差异。

一、材料与方法

1.发酵的材料。

(1)獭兔粪便。东达集团内蒙古达拉特旗分水梁獭兔养殖基地堆放2个月的半风干兔粪。兔粪养分检测结果:水分39%、有机质43.5%、有机氮(N)2.31%、有机磷(P2O5)1.86%、钾(K2O)1.23%、腐植酸18.6%。

(2)泥炭(细度8目)。内蒙古武川县天成矿业有限责任公司提供。泥炭养分(中国腐植酸协会检测中心检测):水分8.36%、有机质61.63%、易水解物26.87%、总腐植酸35.72%、黄腐酸16.07%。

(3)复合生物菌剂。自主研发,由嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、硝化菌、反硝化菌、环状芽孢杆菌、放线菌等十几种厌氧菌和好氧菌复合培养而成,能杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌,并抑制白色念珠菌的生长。好氧发酵复合生物菌剂以好氧菌为主,厌氧发酵复合生物菌剂以厌氧菌为主。

(4)糖蜜。由内蒙古包头华资实业股份公司提供。糖蜜养分:粗蛋白质3.6%、糖45.2%、矿物质8.8%。

(5)厌氧发酵袋。由温州创佳包装材料有限公司提供。规格为25千克装。该产品采用PA/PE七层共挤膜材料,安装单向排气阀,排气顺畅,发酵原料接菌后就密封包装,发酵在包装袋内进行。在发酵过程中产生的气体达到设定压力后通过呼吸膜排出,但是外界的空气不能进入包装袋内。这样确保了包装袋内的无氧和无杂菌污染的环境,不仅保证了微生物的活性,同时也保证了产品能长期储存和运输。

2.试验方法。

(1)原料处理。先将獭兔粪便过筛,除去塑料瓶、玻璃瓶、獭兔毛块及其他杂物,然后用半湿物料粉碎机将獭兔粪便粉碎到8目以上的细度,晾晒到水分含量至20%以下。同时,按照原菌种∶糖蜜∶过滤好的水以1∶1∶10的比例扩繁菌剂种,厌氧状态静置72小时。

(2)原料配制。把处理好的獭兔粪便与泥炭按照8∶2的比例配制,并搅拌均匀。配制好的原料养分含量:水分20.5%、有机质46.38%、有机氮(N)1.85%、有机磷(P2O5)1.51%、有机钾(K2O)1.0%。有机氮、磷、钾总量4.36%。

(3)好氧发酵工艺。按照扩繁好的菌剂∶水=1∶180的比例配制菌剂发酵液,按照每吨原料加262千克发酵液,充分搅拌均匀后堆肥发酵。在堆肥发酵条跺中插入长脚温度计,观察、检测发酵温度的变化。发酵的第4天温度上升到65℃时翻堆一次,翻堆后的第4天温度又上升到65℃时再翻堆一次,第二次翻堆后的第4天温度又上升到65℃时再翻堆一次,第三次翻堆后(第3天)温度上升到58℃时,温度不再上升,开始下降,第20天发酵温度下降到35℃时,发酵结束。

(4)厌氧发酵工艺。按照扩繁好的菌剂∶水=1∶50的比例配制发酵液,按照每吨配制好的原料加100千克发酵液,充分搅拌均匀后直接装入发酵袋,然后用复合薄膜封口机密封发酵袋口后开始进行厌氧发酵。发酵第2天开始,发酵袋微微有胀气,第4天胀气消失,第7天发酵结束,整个发酵期发酵温度大致稳定在35℃左右。

二、结果与分析

1.产品外观气味。好氧发酵的生物有机肥色泽较暗,疏松,没有兔粪的腥臭味。厌氧发酵的生物有机肥色泽较亮艳,有黏结感,有弹性,呈现酸甜味,完全没有兔粪的腥臭味。

2.养分含量。经检测,好氧发酵的生物有机肥养分含量:有机质36.78%、有机氮(N)0.76%、有机磷(P2O5)1.32%、有机钾(K2O)0.88%、总养分2.96%;厌氧发酵袋发酵的有机肥养分含量:有机质45.02%、有机氮(N)1.91%、有机磷(P2O5)1.49%、有机钾(K2O)1.11%、总养分4.51%。好氧发酵总养分只相当于厌氧发酵的65.6%。

3.pH。好氧发酵的生物有机肥pH为7.8,呈弱碱性;厌氧发酵的生物有机肥pH为5.2,呈酸性。

4.体积与重量变化。好氧发酵后的体积为发酵前原料的71%,好氧发酵后的重量为发酵前原料重量的76.7%,重量直接损失23.3%;厌氧发酵后的体积和重量与装袋时原料的体积和重量几乎没有变化,变化幅度在1%~3%。

5.发酵温度。好氧发酵温度在35~65℃,维持55℃以上时间为430小时左右;厌氧发酵温度稳定在32~37℃。

6.发酵时间。好氧发酵时间为20天;厌氧发酵时间为7天。

7.有效活菌数。经检测,好氧发酵产品有效活菌数在2亿~8亿/克,厌氧发酵产品有效活菌数在18亿~32亿/克。

8.肥效试验。好氧发酵和厌氧发酵产品,经过西红柿、青椒盆栽试验:

(1)等重量施用试验结果:厌氧发酵的生物有机肥比好氧发酵的生物有机肥产量提高31.6%,而且厌氧发酵的生物有机肥种植的西红柿果大色正,植株几乎没有发生病害。

(2)等营养施用试验结果:厌氧发酵的生物有机肥比好氧发酵的生物有机肥产量提高24.8%。

9.产品情况。厌氧发酵后的产品可以直接成为商品,其产品标准:有机氮+有机磷+有机钾的总含量≥4%;有效活菌数≥10亿(国家标准为≥0.2亿);有机质(以干基计)≥45%(国家标准为≥25%);腐植酸≥20%;pH为5.2(国家标准5.5~8.5);有效期≥6个月;水分≤30%。

好氧发酵产品不能直接成为商品,总养分含量达不到国家有机肥标准,需要添加调配一定量的化学肥料才能达到国家有机肥指标。

三、结论

1.獭兔粪便是制作生物有机肥的好原料。獭兔是以食草为主的杂食性动物。獭兔粪便养分含量高,是生产生物有机肥的好原料,以獭兔粪便为主要原料生产的兔粪生物有机肥养分全面,肥劲柔和、持久、稳定,具有改良土壤团粒结构,提高土壤肥力,并具有杀虫灭菌、抗旱保墒等作用。施用兔粪生物有机肥的土壤,能减少蝼蛄、红蜘蛛、黏虫等害虫,对各种作物都能起到显著增产和提高品质的作用。

2.厌氧发酵工艺是獭兔粪便乃至动物粪便资源化利用的最佳工艺。本研究结果可知,獭兔粪便资源化利用采用厌氧发酵工艺,达到在兔粪发酵过程无害化,即在发酵过程中没有温室气体和不良气味的排出、没有氮的损失,而且还大大降低能量的消耗,并彻底杀灭了有害菌和寄生虫卵,是獭兔粪便资源化处理的最佳方式。

厌氧发酵獭兔粪便不仅可以解决獭兔粪便的污染问题,而且解决了养殖业的后顾之忧,同时也增加了畜禽养殖的附加值,经济效益、社会效益显著,使畜禽养殖业、农业种植业良性循环发展。对发展生物有机肥,促进农业可持续发展有着重要意义。

3.经济效益和社会效益。东达集团獭兔养殖基地目前养殖规模年出栏150万只商品獭兔,项目完成达到年出栏2000万只商品獭兔,年产獭兔粪便达16万吨,采用厌氧发酵工艺资源化利用,可以生产20万吨优质生物有机肥,产值可达2亿元。

4.建议。獭兔粪便中混杂有玻璃瓶、塑料瓶以及其他垃圾等,给粪便处理带来不便,建议獭兔养殖者把獭兔粪便和垃圾分开堆放,獭兔粪尿分开收集。獭兔尿养分含量:含氮0.15%、磷微量、钾1.02%,收集后可以发酵叶面肥、滴灌肥和冲施肥。

点评:獭兔粪便的厌氧发酵工艺,达到在兔粪发酵过程无害化,即在发酵过程中没有温室气体及不良气体的排出、没有氮的损失,而且还大大降低能量的消耗,并彻底杀灭有害菌和寄生虫卵,为獭兔粪便乃至动物污染粪便利用资源化、加工生产过程无害化、规模化、工厂化提供了科学依据。

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