畜禽粪便与秸秆混合低温发酵堆肥技术
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摘要 针对高寒地区低温严寒时间过长影响农业废弃物腐烂的生产难题，本文从发酵时期、生产准备、发酵流程等方面，提出和总结基于低温发酵的畜禽粪便与秸秆混合堆肥方法，并对其生产效益进行初步分析，以期推进高寒地区农业废弃物资源的转化和利用。
关键词 粪污;秸秆;低温发酵;堆肥
中图分类号 S141.4 文献标识码 B
文章编号 1007-5739（2019）18-0158-01 開放科学（资源服务）标识码（OSID）
东北地区是我国粮食和畜禽动物主产区，每年大量秸秆和粪污处理成为当地人居环境整治中的突出难题。东北地区低温季节长达半年的气候状况是影响农业废弃物处理的关键因素，通过构建具有较高生物多样性和功能多样的低温菌群来实现农业废弃物的冬季发酵堆肥，是解决当前农业废弃物资源转化和利用的根本途径，以往也有利用复合型菌剂解决生物质水解难题的成功范例[1]。耐冷生物菌能够在低温条件下氧化外源物质，降低堆肥启动温度阈值并缩短发酵时间[2]，以往关于低温菌系堆肥的研究主要在菌剂研发[3]、堆肥成分变化[4]等方面，适合在高寒地区应用的农业废弃物低温发酵堆肥生产相关研究则鲜有报道。为此，本文总结了畜禽粪便与秸秆混合的低温发酵堆肥技术，以期促进高寒地区农业废弃物资源转化和产业化利用。
1 发酵时期与生产准备
东北地区一般11月进入农闲时节，地表结冻便于秸秆收集，适宜发酵生产。秸秆以打包秸秆为好（整株也可），畜禽粪便以鸡粪、羊粪为好（其他粪便也可）。畜禽粪便90 t（按照含水量50%计）、秸秆10 t共计100 t发酵物，需要低温发酵菌剂30 kg、米糠250 kg、红糖10 kg。生产设备为装载机或挖掘机，并备有充足水源以及约200 m2的大棚防老化塑料膜。
2 发酵流程与防渗处理
2.1 制作发酵底料
在干净的地面上将红糖拍碎，并将米糠和低温菌剂、红糖搅拌均匀，制成发酵底料。11月后地表土壤上冻，地上液体无法渗漏到地表以下，发酵过程中的粪污渗液影响基本可以忽略，也可预先在发酵场地上铺设大棚塑料膜防渗。
2.2 堆制发酵堆
先将秸秆分层平摊，每层厚度0.5～1.0 m，往秸秆上均匀反复喷水，边翻动秸秆边喷水，使水分达到60%～65%。发酵料用手握时手指缝见水为宜，发酵堆体浇水应一次性浇足，尽量少补水或不加水。在翻动秸秆、喷水的同时将发酵底料均匀撒到秸秆表面;再将畜禽粪便均匀堆在秸秆上，厚度0.5～1.0 m，并在畜禽粪便表面撒发酵底料。按照上述方法依次堆积秸秆、畜禽粪便，分层堆积形成高2～3 m、宽3～4 m的山形发酵堆，用大棚塑料膜盖好封堆，以免水分散发而影响发酵。
2.3 翻堆
自封堆完成起，发酵堆逐渐开始升温。发酵后10 d起每5 d测温1次，监控发酵堆体温度。冬季在15～20 d发酵堆中心温度接近68 ℃时，即可使用装载机或挖掘机进行翻堆。翻堆时要对发酵堆上、下部分和内、外部分充分置换，促进堆肥均匀发酵。然后每隔15～20 d，每次发酵堆中心温度达到60 ℃后，即进行翻堆降温，一般需要翻堆2～3次。发酵堆控制在68 ℃以内为宜。如冬季需要翻堆3次，在第3次翻堆后发酵堆体温度降低至25 ℃以下，则无需覆盖塑料膜。
2.4 陈化处理
东北冬季经过60～90 d发酵后，发酵堆温度降至25 ℃以下，发酵结束。发酵好的堆肥具有少量腥臭味，手搓即碎，呈黄褐色或黑褐色，并伴有灰白色菌丝或斑点。发酵完毕的堆肥可以堆至适宜场地进行陈化处理，无需进行塑料膜覆盖，春季整地前即可作为有机肥使用。
3 生产效益分析
每100 t原料发酵物料各项投入约1.4万元，畜禽粪便与秸秆发酵后可产出有机肥约30 t，按照长春当地市场生物有机肥批发平均价格1 000元/t计算，可净盈利1.6万元，经济效益较为可观。
4 结语
利用低温菌剂发酵技术，解决了东北高寒地区农业废弃物堆肥发酵中的限制性问题。在漫长的冬季，将东北地区充足的秸秆、粪污等农业废弃物资源与东北农业产业相结合，通过低温发酵生产有机肥，不仅可以从根本上解决农业废弃物消纳带来的环保压力，还可以为东北地区农业做大做强和黑土地保护提供必要的物质基础。
5 参考文献
[1] 关法春.一种草浆地膜的制备方法：中国，201210072537.X[P].2014-05-14.
[2] AKILA G，CHANDRA T S.A novel cold-tolerant Clostridium strain PXYL1 isolated from a psychrophilic cattle manure digester that secretes thermolabile xylanase and cellulase[J].FEMS Microbiology Letters，2003， 219（1）：63-67.
[3] 勾长龙.低温纤维素降解菌的筛选及其复合菌系在牛粪堆肥中的应用研究[D].长春：吉林农业大学，2014.
[4] 张书敏，徐凤花，代欢，等.低温复合菌系对玉米秸秆与牛粪堆肥的影响[J].中国土壤与肥料，2017（2）：136-140.
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