近年来随着我国畜禽养殖业的快速发展,畜禽粪便废弃物也随之增加｡一些畜禽养殖场的粪便废弃物未经处理排放,不仅严重污染周边环境,而且还会导致畜禽传染病｡利用蚯蚓处理畜禽粪便废弃物不仅保护了环境,还可获得一定经济效益｡目前国内外多用牛粪､羊粪等进行蚯蚓养殖,用猪粪养殖蚯蚓鲜见报道｡试验为研究猪粪如何作为蚯蚓养殖的饵料,开展了以下三方面的研究:1)研究不同剂量的枯草芽孢杆菌对猪粪与秸秆堆肥腐熟的影响;2)添加枯草芽孢杆菌对不同碳氮比猪粪与秸秆堆肥腐熟的影响;3)不同碳氮比堆肥基料对蚯蚓的养殖效果｡
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材料
猪粪,取自河南省新乡市本地生猪散养户猪圈;小麦秸秆,取自河南科技学院乔谢实验田;枯草芽孢杆菌(ACCC19743),购自中国农业微生物菌种保藏管理中心;蚯蚓,购自河南世佳贸易公司｡
猪粪自然晾干,含水量为20%左右,磨碎,过2mm孔径筛,备用｡小麦秸秆自然晾干,含水量为6.3%左右,粉碎长度为2.0～2.5cm｡
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方法2.1 不同剂量的枯草芽孢杆菌对堆肥腐熟的影响
根据枯草芽孢杆菌不同接种量分为5个组,1组､2组､3组､4组加菌量分别为1.0%､1.5%､2.0%､2.5%(重量体积比);对照组自然堆肥,不加菌｡各组碳氮比均为25,堆肥量为200kg,最初含水量为60%,环境温度控制在(28±1)℃,湿度为65%左右,每组设3个重复;当温度超过50℃时每3d人工翻堆1次｡采用五点采集法,每组每次采集3个混合样,用于pH值､含水量､总氮､总有机碳的测定｡
2.2 枯草芽孢杆菌对不同碳氮比的猪粪与秸秆堆肥腐熟的影响
根据猪粪与秸秆的不同碳氮比分为5个组,分别为A组､B组､C组､D组和E组,堆肥基料最初碳氮比分别为20,25,30,35,40｡各组根据最佳枯草芽孢杆菌接种量进行接种｡
2.3 不同碳氮比堆肥基料对蚯蚓的养殖效果
堆肥基料对蚯蚓养殖效果的比较,包括堆肥基料对蚯蚓生长情况及适应性的比较｡将2.1中对照组(自然堆肥)与2.2中各组堆肥基料晾晒1周左右,散去氨味后作为蚯蚓饵料,放入室内花盆(上口直径17.5cm､下口直径13.0cm､高9.5cm),投放1/4花盆量的蚯蚓土(减少蚯蚓应激),堆肥基料高度不高于花盆3/4｡投放蚯蚓数量为100条/盆,温度为(20±1)℃,湿度为65%～70%,每组重复3次,10d左右添一次堆肥基料,厚度为3cm｡培养7周后结束｡
2.4 测定项目2.4.1 堆肥过程中的理化指标
温度:在堆肥时每天09:00､16:00左右测定各组温度;pH值:取干重5g的混合样,加入双蒸水,固液比为1∶10,180r/min摇床振荡2h,静置30min,取上清液,用pH计测定pH值;含水量:取100g混合样于陶瓷铁盘中,放于95℃烘箱中,至总量恒定变化小于0.01g,按混合样烘干前后的重量损失计算含水量;碳氮比:采用重铬酸钾-浓硫酸法测定总有机碳含量,用凯氏定氮法测定总氮含量,然后计算碳氮比｡
2.4.2 蚯蚓养殖效果
蚯蚓个体均重=总重量/存活数;蚯蚓存活数=总数-死亡数及逃逸数;蚯蚓适应性根据蚯蚓在基料的最佳活动范围､基料疏松度和表面蚯蚓粪面积大小判定｡
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结果与分析3.1 不同剂量的枯草芽孢杆菌对堆肥腐熟的影响 3.1.1 温度变化
堆肥开始后,1,2,3,4组的温度迅速上升,在0～4d进入高温发酵阶段(≥50℃),且堆肥温度≥50℃持续14~16d;而对照组的温度上升变化缓慢,第8天达到50℃,堆肥温度≥50℃持续5d,最高温度达到52℃｡试验结束时,1,2,3,4组温度与环境温度接近,而对照组温度略高于环境温度｡
3.1.2 含水量变化
在堆肥过程中,好氧堆肥既是氧化有机物过程又是生水过程,同时有水分蒸发和生成｡各组含水量整体呈下降趋势,堆肥结束时1,2,3,4组含水量下降至33%～35%,下降幅度都高于对照组(含水量为41%)｡说明加入枯草芽孢杆菌能够加快堆肥水分的散失｡
3.1.3 pH值变化
堆肥过程中各组pH值随着堆肥时间及温度的变化而变化｡堆肥初期各组pH值均在7.9左右,堆肥过程中pH值整体上先降后升,然后再缓慢下降,各组最终pH值为8.0～8.5｡
3.1.4 碳氮比变化
各组堆肥基料按初始碳氮比25配制,经过28d堆肥,1,2,3,4组碳氮比都下降到了20以下,且维持在相对稳定的阶段;对照组碳氮比为21｡
3.2 枯草芽孢杆菌对不同碳氮比猪粪堆肥腐熟的影响3.2.1 温度的变化
各组0～4d温度均达到50℃以上,其中A组≥50℃持续18d,B组､C组和D组≥50℃持续15d,E组≥50℃持续11d,降温速度C组>B组>D组>A组>E组,经过32d堆肥,除E组降到33.1℃外,其他各组均降到环境温度(30 ℃左右)｡
3.2.2 含水量的变化
B组和C组含水量下降较快,原因是这两组碳氮比适合微生物的代谢和生长,产生更多的热;A组和E组含水量下降慢,原因是A组秸秆量少,产生厌氧条件,温度低;而E组碳氮比高,不利于微生物代谢和生长,堆肥结束时E组含水量最低(30.5%)｡
3.2.3 pH值的变化
各组pH值的变化总体呈先降后升再缓慢下降的趋势,在堆肥28d后pH值基本稳定,A组､B组､C组､D组和E组的pH值分别是8.30,8.10,8.05,8.10和7.80｡
3.2.4 碳氮比的变化
堆肥过程中碳氮比整体上都是趋于降低,均表现为在初始阶段快速降低｡经过32d堆肥,A组､B组､C组､D组和E组碳氮比分别下降至12.8,15.6,19.4,21.5和29.6｡各组碳氮比下降是因为总有机碳量呈下降趋势,而全氮量相对增加,使各组堆体碳氮比逐渐减少｡
3.3 堆肥基料对蚯蚓的养殖效果 3.3.1 蚯蚓生长情况比较
与A组(436.23 mg)相比,B组､C组和D组养殖的蚯蚓末重(481.70,510.67,474.10 mg)较高;E组最初逃逸数和死亡数较多,生长指标不能有效测量,故未做统计｡
3.3.2 蚯蚓适应性情况比较
适应性主要指蚯蚓的基料最佳活动范围､基料疏松度和表面蚯蚓粪面积大小｡逃逸数量和死亡数量可间接反映蚯蚓成活率｡蚯蚓活动范围广､采食量大､排便量大及成活率高,说明蚯蚓的适应性强;反之,适应性差｡各组蚯蚓适应性由强到弱依次为C组>B组>D组>A组,其中E组基料不适合养殖蚯蚓｡
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结论
1) 堆肥过程中,添加枯草芽孢杆菌可以缩短猪粪和秸秆进入高温阶段的时间,加快腐熟进度,其中接种1.0%最节省成本｡
2) 不同碳氮比的猪粪与秸秆影响堆肥腐熟度,当猪粪与秸秆碳氮比为25～30时堆肥效果较好｡
3) 猪粪与秸秆碳氮比为30时堆肥腐熟后养殖蚯蚓效果最好｡
作者 | 宋高杰 李 涵 刘兴友
河南科技学院动物科技学院
河南科技学院资源与环境学院
新乡学院
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