添加不同辅料对蛋鸡粪堆肥效果的影响

李尚民，范建华，蒋一秀，窦新红，曲 亮，王克华

(江苏省家禽科学研究所，江苏扬州 225125)

我国畜牧业持续稳定发展，规模化、标准化和产业化进程不断加快，综合生产能力不断提高，2016年肉蛋奶产量分别达到8 537万、3 095万和3 602万t[1]，有效保障了居民的饮食消费。但在畜牧业快速发展的同时，畜禽养殖污染问题越来越突出。据测算，目前我国每年产生畜禽粪污约38亿t，其中家禽养殖粪污约6.2亿t，约占总量的16.3%[2]。由于鸡粪含水量相对较低，有机肥厂或养殖场主要采用高温堆肥发酵的方法生产有机肥[3]。

目前，我国有机肥厂普遍规模较小，特别是养殖场建设的堆肥厂普遍存在堆肥理论知识匮乏、生产工艺落后等问题[4-5]，导致市场上有机肥质量参差不齐。C/N值是高效堆肥的关键因素之一[6]，一般通过添加辅料来调节堆肥物料的C/N值，而且辅料的大小、形态对堆肥效果也有显著影响，因此选择适宜的辅料对于提高鸡粪堆肥效率、提升有机肥肥效具有重要意义。刘俊等[7]、李忠徽等[8]、陈丽园等[9]通过在牛粪、鸡粪中添加不同辅料，研究其对堆肥发酵指标的影响。笔者通过在蛋鸡粪中添加不同辅料进行堆肥试验，观察堆肥的参数变化和腐熟指标，以期为江苏地区蛋鸡粪高温堆肥处理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验材料蛋鸡粪来自于某蛋鸡场，麦秸、稻壳、粗糖均采购自市场，其理化性质见表1。试验于2017年6月15日至7月30日在扬州满春园生物科技有限公司试验基地进行。

表1各种堆肥物料理化性质

Table1Physicalandchemicalpropertiesofvariouscompostmaterials

物料Material含水率Moisture content∥%有机质Organic matter∥g/kg全氮Total nitrogeng/kg鸡粪Chicken manure70.00512.924.9麦秸Wheat straw15.00851.78.5稻壳Rice husk6.25694.86.4粗糠Coarse bran11.37555.84.4

1.2试验设计按照物料湿重，设置堆体A(鸡粪+稻壳，比例12∶1)、堆体B(鸡粪+麦秸，比例14∶1)和堆体C(鸡粪+粗糠，比例12∶1)3个处理，调节含水率为60%左右，C/N值为25左右，建成长×宽×高=3.0 m×2.0 m×1.5 m的堆体，进行人工翻堆。第一周每3 d翻堆1次，之后每周翻堆1次，堆肥周期为36 d。

1.3样品采集在堆肥过程中，采用剖面多高度等量取样法，即将堆体分成多段，在每个高度(上层5～10 cm；中层50～60 cm；下层100～120 cm)采集样品，混合后采用4分法分取样品0.5 kg左右[10]。每隔3 d进行样品采集，每个时间点测定温度、水分含量、pH和电导率(EC)，其中第1、6、12、18、24、30、36天测定有机质、总氮、硝态氮和铵态氮含量，第36天测定种子发芽指数(GI)。

1.4测定项目与方法

1.4.1堆体温度。每天 16：00 将水银温度计垂直插入堆体中同一高度(75 cm)，随机测定5个点，然后计算平均值作为堆体温度。

1.4.2水分。取干净铝盒干燥至恒重，称取10 g左右鲜样放入铺平，在105 ℃烘箱中烘干24 h，取出干燥至恒重，计算水分含量。每个样品设置3个重复。

1.4.3pH和电导率(EC)。将新鲜样品和蒸馏水按1∶10比例混合，置振荡器上连续振荡30 min，取下静置30 min后取上清液，分别采用梅特勒托利多pH计和雷磁电导率仪测定[11]。每个样品设置3个重复。

1.4.4有机质。采用灼烧法，将风干样品放90 ℃烘箱中烘2 h，冷却后称取0.5 g放入坩埚中，在电炉上炭化30 min，移入马弗炉中550 ℃灼烧60 min，取出，干燥器中冷却30 min，称重并计算结果。每个样品设置3个重复。

1.4.5总氮。将新鲜样品于55 ℃烘干，用粉碎机粉碎，然后采用凯氏定氮法测定。每个样品设置3个重复。

1.4.6种子发芽指数(GI)。将新鲜样品与蒸馏水按1∶10比例混合，室温放振荡器上振荡2 h，取上清液过滤备用，在无菌培养皿中放置滤纸，取10粒雪里红种子整齐放在滤纸上，取5 mL 滤液加入培养皿中，同时以蒸馏水作为对照。培养皿放置25 ℃恒温培养箱中黑暗培养48 h后，测定种子发芽率和根长。每个处理设置3个重复。

种子发芽指数(GI)=(样品种子发芽率×样品种子根长)/(对照种子发芽率×对照种子根长)×100%

2 结果与分析

2.1温度的变化由图1可知，3个堆体在堆肥前期均达到最高温度，其中堆体A的最高温度(71 ℃)最高，且高温期持续时间(16 d)最长，堆体B次之，堆体C高温期持续时间最短、最高温度最低，3个堆体温度指标均符合畜禽粪便高温灭菌要求。

图1 堆肥过程中温度变化Fig.1 Temperature change during composting

2.2水分的变化由图2可知，含水率变化主要受温度变化的影响，堆肥初始阶段，3个堆体含水率不断下降，但堆体C在堆体温度迅速下降后，含水率变化趋缓，而A、B处理含水率，在高温期结束后，含水率下降趋势也减缓，但仍高于堆体C；堆肥第36天时，3个堆体的含水率分别为38.00%、39.12%和42.21%。分析认为，堆体C中粗糠粒度较小，导致堆体通气性相对较差，且堆肥高温期较短，后期堆体温度较低，因此水分散失略低于堆体A、B。

图2 堆肥过程中水分含量变化Fig.2 Water content changes during composting

2.3pH和EC的变化由图3可知，3个堆体pH总体呈先降低后升高的趋势，前期降低，主要是由于有机酸分解所致；高温期由于氨气大量生成，导致堆体pH上升；堆肥中期，pH变化趋缓。堆肥过程中pH始终维持在7.0～8.0，保持微碱性，适宜微生物的生命活动，有利于微生物对有机质的降解。

图3 堆肥过程中pH变化Fig.3 Changes in pH during composting

由图4可知，堆肥过程中，3个堆体的EC呈不断上升趋势，主要是由于有机质不断分解释放大量游离态物质所致，堆肥36 d时，3个堆体的EC分别为2.85、2.79和2.86 mS/cm，均低于植物生长的阈值，达到了腐熟标准要求。

图4 堆肥过程中EC变化Fig.4 Changes of EC during composting

2.4有机质的变化由图5可知，堆体A、B和C的有机质分别降解22.70%、19.73%和18.58%。堆肥前期有机物降解速度较快，堆肥后期相对较慢，这是因为堆肥前期是升温过程，温度适宜微生物生长而大量繁殖，分泌大量的胞外酶，大分子有机物被分解为小分子物质，小分子物质被溶解为水溶性碳，进入细胞被微生物利用，使有机物的降解速率较快。

图5 堆肥过程中有机质变化Fig.5 Changes of organic matter during composting

2.5总氮的变化由图6可知，堆肥过程中，3个堆体的总氮总体呈上升趋势，堆肥结束时，总氮损失量分别为3.04%、3.34%、7.12%，堆体A最小。

图6 堆肥过程中总氮变化Fig.6 Changes of total nitrogen during composting

2.6GI的变化堆肥过程中，3个堆体颜色逐渐变深。堆肥结束时，堆肥颗粒松散，呈深褐色，带有泥土气味，从感官上看堆体已经腐熟。种子发芽试验是评价堆肥腐熟度最有效的方法，一般认为，当GI>50%，堆体已经腐熟，对植物基本无毒性。采用雪里红种子测定堆体的种子发芽指数，堆体A、B和C的GI值分别为95.8%、86.3%、86.1%，表明均已腐熟。

3 结论

(1)以蛋鸡粪为原料，以稻壳、麦秸和粗糠为辅料设计的A、B、C 3个堆体进行高温堆肥，堆体A的温度、水分、有机质、总氮、GI等指标均优于堆体B、C，因此在蛋鸡粪堆肥时选择稻壳作为辅料，堆肥效果更理想。

(2)在实际运行过程中，由于稻壳价格较高，可以考虑适当选择来源广泛的麦秸作为辅料，堆肥效果也较理想，既能降低堆肥成本，又能解决麦秸资源化利用问题。