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山东畜牧兽医山东畜牧兽医 2023 年第年第 44 卷卷 24 不同微生物菌剂对牛粪好氧堆肥效果的影响 王 诚1，丁宏标2，董瑞兰3，刘胜利4，柳文健5，董桂红1，范秋苹1，王 玲1，丁博群1，董晓桐1（1.山东健源生物科技有限公司，山东 泰安 271000；2.中国农业科学院饲料研究所，北京；3.青岛农业大学动物科技学院，山东 青岛；4.山东隆科特酶制剂有限公司，山东 临沂；5.山东农业大学动物科技学院，山东 泰安）摘要：本研究通过分析不同微生物菌剂对牛粪好氧堆肥效果的影响，旨在筛选出适宜牛粪好氧堆肥的微生物菌剂，促进有机物质转化、养分释放，改善堆肥环境质量。通过添加 4 种不同微生物菌剂对牛粪进行好氧堆肥，并对堆肥温度、含水率、pH、电导率（EC）、碳氮比（C/N）、发芽指数（GI）等指标进行分析。结果表明，添加微生物菌剂均可不同程度加速堆肥升温，加快堆体水分的蒸发，促进有机氮、无机氮的相互转化，提高堆肥种子发芽指数，降低碳氮比，其中以添加地衣芽胞杆菌、里氏木霉、热带假丝酵母、嗜热侧孢霉的试验组效果更佳。关键词：微生物菌剂；牛粪；好氧堆肥 中图分类号：S141.4 文献标识码：A 文章编号：1007-1733（2023）11-0024-05 随着国民经济的发展，养殖业得到了集约化规模化发展，在解决城乡居民的肉蛋奶等方面起到了重要作用，但大量的畜禽粪便却成为了污染环境的源头之一，严重制约了畜牧业的持续稳定发展。畜禽粪便以有机物为主，还含有一定的微量元素，处理好畜禽粪便就能成为良好的农业肥料1。高温堆肥可达到畜禽粪便无害化处理，保护环境，提高资源利用效率，然而传统的堆肥法发酵时间长，占地面积大，容易造成环境污染。因此，研究微生物菌剂对于缩短牛粪堆肥周期，提高牛粪堆肥效率具有十分重要的意义。研究发现，通过添加微生物能够加速有机物的分解，加速堆体温度的提升，缩短堆肥时间，加快腐熟进程2，提高堆肥产品的质量。卢洋洋等2（2021）的研究表明，添加微生物菌剂能够增加高温期持续的时间，加快堆体水分的蒸发，对堆体的全氮、全磷、全钾、总养分含量有明显的提升作用。黄颖婕等3（2018 年）的研究表明，利用降解菌再配合堆肥接种剂使用，可有效提高堆肥的温度，加快腐熟进程，提高堆肥品质。因此，本试验在堆肥过程中添加外源性微生物菌剂，测定堆肥过程相关指标，以期为好氧堆肥的菌种选育提供理论支持，推动农业领域的发展和完善。1 材料与方法 1.1 材料 试验在泰安市合作奶牛养殖基地进行，供试玉米秸秆取自泰安市玉米种植试验区，将玉米秸秆粉碎备用。微生物菌剂分为由真菌与细菌组合而成（里氏木霉、热带假丝酵母、地衣芽胞杆菌、嗜热侧孢霉），堆肥原料的理化性质见表 1。表 1 堆肥原料的理化指标 原料 有机碳含量（%）pH 总氮含量（%）C/N 含水量（%）牛粪 15.83 6.15 1.21 13.08 36.1 玉米秸秆 40.52 7.32 1.12 36.18 18.5 1.2 试验设计 本试验采用条垛式好氧堆肥，牛粪中加入玉米秸秆调整 C/N 为 25 左右，共设 5 个试验组，具体分组见表 2。每个处理堆体（长约 3.0 m，宽1.2 m，高 0.8 m），对照组不做处理，自然接种量为 0.1%（w/w），在堆肥初始阶段混合均匀，堆2023 年第年第 11 期（总第期（总第 316 期）期）试验研究试验研究 25 肥时间共计 35 d。表 2 试验分组情况 组别 地衣芽胞杆菌 里氏木霉 热带假丝酵母 嗜热侧孢霉 EG1 1 1 1 0 EG2 0 1 1 1 EG3 1 1 0 1 EG4 1 1 1 1 对照组 0 0 0 0 1.3 测定指标与方法 试验组与对照组在第 5、10、15、20、25 和30 天各翻堆一次，堆肥期间于每天上午 89时，下午 56 时在堆体两端和中间不同高度（距底部 20、40、60 cm）测定温度，同时测定环境温度。取样时按照测温点的取样采集等量样品，混合均匀，测定 0、2、5、10、15、20、25、30、35 d 样品的 pH、含水量、EC 和 GI。pH 采用精密酸度计进行测定，含水量采用重量烘干法测定，总氮采用凯氏定氮法测定，EC 采用电导率仪进行测定，有机质、pH 和 GI 按照国标NY/T5252021 有机肥料4进行试验并测定。1.4 数据分析 采用 Microsoft Excel 2016 软件进行数据初步处理，采用 SPSS 21.0 软件进行单因素方差分析和多重比较。2 结果 2.1 牛粪堆肥过程中温度的变化 由图 1 可知，堆肥温度随堆肥时间呈现先升高后降低的趋势。其中添加微生物菌剂组温度在堆肥的初期均高于对照组，4 组试验组经过 2 d后进入高温阶段（50），对照组经过 13 d 后进入高温阶段。在堆肥的第 6 天，EG1、EG2 组均达到最高温度，分别为 65.6、68.3；在堆肥的第 9 天，EG3、EG4 组达到最高温度，分别为66.8、68.9，而对照组在第 14 天达到最高温度 51.2，其中 EG4 的温度略高于其他处理组，并且高温期持续时间长。结果表明，EG4组所添加的微生物菌剂能够更好地促进有机物料的分解。2530354045505560147101316192225283134EG1EG2EG3EG4对照组 图 1 不同微生物菌剂对牛粪堆肥温度的影响 2.2 牛粪堆肥过程中 pH、含水量、电导率和发芽指数的变化 2.2.1 牛粪堆肥过程中 pH 的变化 从图 2 可以看出，在整个堆肥期间，各处理组的 pH 变化呈先升高后下降的趋势，pH 在 6.07.0 之间变化，第 10 天时各处理组的 pH 达到峰值，此后逐渐下降，堆肥结束时 4 组试验组的 pH 均高于对照组，添加微生物菌剂对牛粪好氧堆肥 pH 的变化有明显的影响。6.006.206.406.606.807.00025101520253035EG1EG2EG3EG4对照组 图 2 不同微生物菌剂对牛粪堆肥 pH 的影响 2.2.2 牛粪堆肥过程中含水量的变化 由图 3 可知，在堆肥过程中，含水率总体呈下降趋势，各温度（）天数（d）pH 天数（d）山东畜牧兽医山东畜牧兽医 2023 年第年第 44 卷卷 26 组初始含水率均在 66.5%67.7%之间，在堆肥的前 10 d，各组水分散失的较快，堆肥结束时 4组试验组含水率下降到 30%以下，显著高于对照组。表明添加微生物菌剂堆肥后微生物活动剧烈，高温持续时间长，利于原料水分蒸发。20.0030.0040.0050.0060.0070.00025101520253035EG1EG2EG3EG4对照组 图 3 不同微生物菌剂对牛粪堆肥物料含水率的影响 2.2.3 牛粪堆肥过程中电导率的变化 从图 4 可知，牛粪堆肥过程中电导率整体呈上升趋势，堆肥前 15 d 时上升速率较快，15 d 后上升速率较慢，堆肥结束时 4 组试验组的电导率均高于对照组，表明采用微生物菌剂进行堆肥，增加了有机物转化为化合物等矿物离子的能力。2.002.503.003.504.00025101520253035EG1EG2EG3EG4对照组 图 4 不同微生物菌剂对牛粪堆肥电导率的影响 2.2.4 牛粪堆肥过程中发芽指数的变化 从图 5可知，各组的种子发芽指数随堆肥时间的增加呈上升趋势。在堆肥初期，各组种子发芽指数均在40%左右，堆肥结束时各试验组种子发芽指数均高于对照组，其中 EG4 组最高。结果表明，添加微生物菌剂能够加快分解堆体内的有毒物质，提高种子发芽率。2.2.5 牛粪堆肥过程中 C/N 的变化 由图 6 可知，各组堆肥期间 C/N 比整体呈下降趋势。在堆肥初期，各组 C/N 比下降速率较快，堆肥结束时，各组的 C/N 比下降至 20 左右，其中 EG4 组C/N 比最低，表明 EG4 组的腐熟效果最好。15.0025.0035.0045.0055.0065.0075.0085.0095.00025101520253035EG1EG2EG3EG4对照组 图 5 不同微生物菌剂对牛粪堆肥发芽指数的影响 19.0021.0023.0025.0027.0029.00025101520253035EG1EG2EG3EG4对照组 图 6 不同微生物菌剂对牛粪堆C/N的影响 2.2.6 不同微生物菌剂处理组堆肥结束时各指标比较 由表 3 可知，添加微生物菌剂后，堆肥结束时各处理组的 pH、电导率和发芽指数显著高于对照组（P0.05），EG3 和 EG4 组的含水量和C/N 比显著高于其他各组（P0.05），表明添加微生物菌剂后，对堆肥发酵过程有促进作用，促进水分蒸发和有机物转化，减少氮损失，提高了肥料的养分。表 3 35 d 时各组指标分析结果 组别 pH 含水量（%）电导率 发芽指数（%）C/N 对照组 6.180.03c 37.660.39a 3.810.02c 62.810.86a 21.590.53a EG1 6.40 0.03a 28.680.61ab 3.810.06a 75.440.91b 20.170.46ac EG2 6.410.04a 28.200.66ab 3.920.04a 79.150.73c 20.630.62ac EG3 6.370.04a 28.200.66b 3.930.03a 72.150.70d 20.770.61b EG4 6.480.04b 27.240.54c 3.970.08b 88.101.60e 18.850.59c 注：同列数据肩标相同字母表示差异不显著（P0.05），不同字母表示差异显著（P0.05）。3 讨论 3.1 不同微生物菌剂对温度和含水量影响 适宜的微生物菌剂在堆肥过程中起着促进有含水量（%）天数（d）电导率 天数（d）发芽指数（%）天数（d）C/N 天数（d）2023 年第年第 11 期（总第期（总第 316 期）期）试验研究试验研究 27 机物料分解，缩短堆腐时间，提高腐熟效率的作用5。水分是影响堆肥腐熟速度的重要参数，决定着物料堆体的氧气运输量，具有调节发酵温度、物料孔隙率以及微生物活性等作用6，合适的水分是保持微生物最佳活性的必要条件。黄国强7等人的研究结果表明，添加复合腐解菌剂可以加速堆体升温，并可以维持较长的高温期。本实验中，添加微生物菌剂组在堆肥初期的温度显著高于对照组（P0.05），并且高温期持续时间长，蒸发作用更强，水分散失的更快，表明添加微生物菌剂能够加速堆肥升温，同时加速水分蒸发从而使含水率快速下降。3.2 不同微生物菌剂对 pH 的影响 适宜的 pH 可使微生物有效的发挥作用，各处理组的微生物活力和降解能力有所不同，但微生物大量繁殖分解蛋白质等有机物产生氨气，可有效促进有机物料的腐熟，提高堆肥质量，这与朱为静8等人的试验成果相近。本试验在堆肥的前 10 d，由于微生物大量繁殖，分解蛋白质等有机物产生氨气，促使各组的 pH 在第 10 天达到峰值，在堆肥后期，微生物活动产生了大量有机酸，同时氨气挥发导致 pH 降低，减少堆体中氨的挥发，还能提高堆体的肥效。3.3 不同微生物菌剂对电导率的影响 堆肥中电导率的变化一定程度上反映了堆肥中有机氮、无机氮的相互转化程度和可溶性盐的浓度，堆体中的盐浓度与电导率呈现出正相关的关系9，本试验中添加地衣芽胞杆菌、里氏木霉、热带假丝酵母、嗜热侧孢霉的试验组，能促进复杂有机物转化成简单化合物如矿物离子，提高堆肥品质。3.4 不同微生物菌剂对发芽指数的影响 种子发芽指数是检验堆肥浸提液对植物毒性大小的重要指标，也是判定堆肥腐熟程度的重要指标10。当发芽指数达到 70%时，可认为堆肥没有植物毒性或堆肥已经腐熟11，种子发芽指数越高，腐熟效果越好。本试验中添加微生物菌剂的各处理组种子发芽指数均高于对照组，表明添加微生物菌剂能够加快分解堆体内的有毒物质，提高发芽指数。3.5 不同微生物菌对 C/N 的影响 C/N 变化是堆肥的基本特征之一，微生物的生长代谢、发酵周期长短和堆肥后养分含量均与C/N 相关12，因此 C/N 是用于评价腐熟度的重要参数13。研究发现，C/N 低于 20 表明堆肥物料基本达到充分腐熟14。本试验表明，添加一定量的微生物菌剂加快了有机质的降解，降低 C/N比，有效地促进了牛粪的腐熟过程。4 结论 在堆肥过程中，添加微生物菌剂能够加速堆肥升温，加快堆体水分的蒸发，对 pH、电导率有明显的影响，促进有机氮、无机氮的相互转化，提高堆肥种子发芽指数，促进 C/N 的降低。在本研究中，通过综合分析堆肥中各指标变化，不同微生物菌剂对牛粪好氧堆肥过程具有良好的促进作用，其中添加地衣芽胞杆菌、里氏木霉、热带假丝酵母、嗜热侧孢霉的试验组效果更佳，堆肥效率更高，可有效加快堆肥进程，适合推广应用。参考文献 1 郑瑞生,封辉,刘泓,等.畜禽粪便高温好氧堆肥的 NH3挥发及其调控J.亚热带农业研究,2006（1）:65-68.2 卢洋洋,杨硕,张玉,等.不同复合微生物菌剂对牛粪堆肥效果的影响J.家畜生态学报,2021,42（2）:43-49.3 黄颖婕,周尚峰,刘震夷,等.牛粪堆肥纤维素高效降解菌的筛选和应用J.湖南农业科学,2018（2）:50-53 4 黄晓红,顾黄辉,许福涛.浅析 NY525-2012有机肥料技术指标标识方法的修订J.上海蔬菜,2015（5）:21-23.5 雷大鹏,黄为一,王效华.发酵基质含水率对牛粪好氧堆肥发酵产热的影响J.生态与农村环境学报,2011,27（5）:54-57.6 汪晶晶,邓威,方梦萦,等.水分含量对蓝藻堆肥腐熟及藻毒素含量的影响J.农业环境科学学报,2020,39（2）:403-410.7 黄国强,聂丽,李昆太,等.复合腐秆菌剂对稻草腐熟过程的影响J.环境工程学报,2016,10（12）:7361-7366.8 朱为静,朱凤香,王卫平,等.4 种粪便堆肥过程中抗生素的（下转 30 页）山东畜牧兽医山东畜牧兽医 2023 年第年第 44 卷卷 30 断奶后的 37 d 开始诱情，具体情况要根据母猪的外阴颜色和母猪的状态来判断是否需要安排诱情。每天最好在上午和下午各安排一次诱情，每次持续 1 h 左右，保证每头发情母猪与公猪有足够的时间进行接触。除此之外，技术员可以通过采取按压母猪背部等措施对母猪进行刺激，进而促进母猪发情1。2.4 做好疫病防治工作 猪场应做好日常的疫病防治工作，避免母猪疫病的发生，不仅要定期接种疫苗，还要备好相关药品6。为了防止母猪出现产后感染的情况，因此需做好抗菌消炎的工作，必要时对母猪进行清宫。理论上讲，应尽量减少抗生素的使用，但当母猪出现生殖道感染时，适量使用抗生素是治疗疾病最有效的方法。同时母猪分娩后身体非常虚弱，免疫能力较低，容易受病原侵袭而患病，因此，产后的预防性消炎工作十分重要2。2.5 做好母猪饲喂和体况管理工作 在母猪饲喂上一定要选对饲料，科学用料。根据母猪的采食情况每天合理安排饲喂次数，建议 34 次，控制母猪的膘情。除了安排母猪喂料工作之外，也应每天对饮水头等进行检查，保证母猪充足的饮水。值得注意的是，在喂料时要注意观察饲料状态，避免将发霉变质的饲料饲喂母猪，导致疾病的发生。断奶母猪每日采食量不应低于 3 kg，应少量多次进行饲喂。除了保证每日基础的日粮外，应每天给每头母猪添加 200 g的葡萄糖。同时，为了促进断奶母猪尽快发情，还应为母猪补充泛酸、生物素和维生素等1。3 小结 在规模化猪场中，断奶母猪的发情率会直接对整个猪场的经济效益造成影响，应使母猪断奶后能尽快发情并配种。母猪的发情率受到很多非遗传因素的影响，需要减少断奶应激，为母猪提供舒适的温湿度和充足的光照，定期进行疾病检查，才能提高母猪发情率。此外，配种要选在最佳时间，保持最佳配种效果和受孕率，从而获得最佳效益6。参考文献 1 赵翠.断奶母猪发情率影响因素分析及应对措施J.中国畜禽种业,2022,18（11）:96-99.2 林杰,孙贤,康乐,等.规模化猪场影响母猪发情的因素分析和防治措施J.饲料广角,2015,462（15）:35-37.3 程绍明,楼华梁,崔绍荣.不同环境温度对母猪发情行为的影响J.家畜生态,2004（4）:60-62,65.4 王长青.玉米霉菌毒素对养猪业的影响及次粉在养猪业的应用J.今日畜牧兽医,2010（8）:30.5 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