CN103865860A - 一种猪发酵床三元复合菌剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种猪发酵床三元复合菌剂，由复合菌剂Ⅰ、复合菌剂Ⅱ和复合菌剂Ⅲ组成，所述的复合菌剂Ⅰ为启动菌剂，由康宁木霉、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌组成；所述的复合菌剂Ⅱ为维护菌剂，由褐球固氮菌、粪肠球菌、侧孢芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌组成；所述的复合菌剂Ⅲ为堆积菌剂，由米曲霉、链霉菌、褐球固氮菌、康宁木霉和地衣芽孢杆菌组成。本发明的三元复合菌剂均是功能互补、酶系互补的高效转化菌群体系，复合菌剂Ⅰ进栏前发酵产热；复合菌剂Ⅱ养殖中生物除臭、抑制病菌、转化粪便；复合菌剂Ⅲ出栏后高温腐熟，养分原位保全。三元复合菌体系协同递进，实现了发酵床养殖的连续循环发酵工艺，促进了猪的健康清洁生产。

Description

一种猪发酵床三元复合菌剂

技术领域

本发明涉及一种猪发酵床三元复合菌剂，属于微生物工程技术领域。 

背景技术

近年来，随着我国规模化、集约化养猪业的迅猛发展，生产效率得到了极大提高，而传统水泥地面饲养模式也产生了一些弊端，一是猪粪集中排放，需要大面积的粪场和冲刷用水，浪费资源和劳力，并造成养殖环境和周边环境的严重污染。 

发酵床养猪技术，是基于控制畜禽粪便排放与污染的一种新型养殖方式，其基本原理是实现畜禽粪尿的原位降解，极大的改善了养殖环境，是一项环保农业技术，在畜禽健康养殖和污染防治等方面具有重要意义。 

发酵床养猪垫料发酵分解粪尿的过程是微生物作用的结果，所以发酵菌种活力的高低决定了粪便分解和垫料发酵的效率，是微生物工程发酵床技术的核心环节。 

目前，我国处于发酵床推广应用兴起阶段，针对发酵床技术的研究集中于发酵床菌剂的研制及其在发酵床体系中的应用，涉及较多的是单一菌种或具有降解不同物质能力的微生物混合菌剂，如在专利文献《一种高效发酵床复合菌剂及其制备方法和用途（CN200910180285.0）》公开了一种由枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、康宁 木霉、热带假丝酵母组成的发酵剂；在专利文献《一种高效发酵床用微生物菌剂及其制备方法（CN201110166962.0）》提出了一种由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、产朊假丝酵母组成的发酵剂；在专利文献《生物环保发酵床养猪发酵菌剂及其制备方法（CN201110044903.0）》公开了一种由羊肚菌，嗜热脂肪芽孢杆菌，嗜热脂肪芽孢杆菌，嗜热酸双歧杆菌，枯草芽孢杆菌，阿南德氏链霉菌，酿酒酵母组成的发酵菌剂。现有发明菌剂在发酵床养殖过程中都使用一种复合菌剂。但随着猪的进栏、育肥到出栏消毒，发酵床垫料中的养分、孔隙度（含氧量）是动态变化的，在一批次的五个多月的养殖周期中，随着猪粪尿的***，垫料的C/N比从250:1下降到30：1，孔隙度由75%下降到48%，垫料的理化性质发生了根本性的改变。而垫料是微生物生理活动的环境载体，垫料理化性质的改变直接影响到垫料中有益微生物的活力，也决定了垫料微生物的种类。因此，根据养殖的不同时期（进栏、养殖、出栏），配伍不同的菌种类型，选用安全、稳定、降解率高且功能具有互补作用的菌株组成的复合微生物菌剂是发酵床清洁养殖的有利保证。 

发明内容

本发明的目的是要克服已有养殖周期一种菌剂的设计不足，提供一种猪发酵床三元复合菌剂。本发明在养殖的不同阶段（进栏、养殖、出栏），采取三种不同的微生物复合菌剂组合，充分发挥菌剂中各微生物的协同作用，减少功能微生物和氮素等营养物质的流失，抑制病原菌，提高猪粪原位降解的效率，保障猪的健康清洁生产。 

本发明的猪发酵床三元复合菌剂，由复合菌剂Ⅰ(启动菌剂)，复合菌剂Ⅱ(维护菌剂)和复合菌剂Ⅲ(堆积菌剂)组成。 

复合菌剂Ⅰ(启动菌剂)用于第一次猪进栏前的垫料基质启动发酵，复合菌剂Ⅱ(维护菌剂)用于猪进栏后1-2个月，垫料管理期的日常维护，提高猪粪原位降解效率，复合菌剂Ⅲ(堆积菌剂)用于猪出栏后垫料的高温堆积发酵，促进垫料基质的深度腐熟。 

所述的复合菌剂Ⅰ为启动菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：康宁木霉30%，地衣芽孢杆菌30%，解淀粉芽孢杆菌40%； 

所述的复合菌剂Ⅱ为维护菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：褐球固氮菌20%，粪肠球菌20%，侧孢芽孢杆菌15%，解淀粉芽孢杆菌25%，枯草芽孢杆菌20%； 

所述的复合菌剂Ⅲ为堆积菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：米曲霉15%，链霉菌20%，褐球固氮菌25%，康宁木霉20%，地衣芽孢杆菌20%。 

本发明的猪发酵床三元复合菌剂的技术原理如下： 

1）复合菌剂Ⅰ(启动菌剂)，按照重量百分比由以下成分组成：康宁木霉30%，地衣芽孢杆菌30%，解淀粉芽孢杆菌40%。该复合菌剂是在第一次进猪前的垫料基质铺设时添加时。在刚铺设的垫料基质中，垫料的C/N比在250:1-400:1，里面含有大量的碳元素，添加的微生物均是活性较强的C源转化菌。康宁木霉繁殖迅速，常在短时间内暴发、生长、代谢，具有较强分解纤维素的能力，能以蔗渣、秸秆、农副产品、工厂纤维素废渣为底物生产纤维素霉曲。地衣芽孢杆菌是 一株分解木质素的芽孢杆菌，抗逆性强，繁殖迅速，升温快。解淀粉芽孢杆菌产蛋白酶、淀粉酶，可迅速利用蛋白、脂肪、糖类、淀粉等有机碳，在短时间内促进基质中易降解物的转化，加快基质垫料的升温。用这三种优良菌种选择最佳比例组成复合微生物菌剂，功能菌株分泌蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶，分解木质素，使垫料中的有机碳快速分解，各个菌株转化的糖类、氮类等营养素，互相促进其他菌株的快速增殖。菌株间的酶系互补，相互提供营养，协同分解有机碳的同时，能快速启动发酵床基质的发酵，杀灭有害病菌，起到高温消毒的作用，保障猪群的顺利转群，减少猪群的转群应激。 

2）复合菌剂Ⅱ(维护菌剂),按照重量百分比由以下成分组成：褐球固氮菌20%、粪肠球菌20%、侧孢芽孢杆菌15%、解淀粉芽孢杆菌25%、枯草芽孢杆菌20%。该复合菌剂是在猪进栏后1-2个月，使用于发酵床饲养管理期的基质日常维护，提高猪粪原位降解效率。随着猪粪尿的大量***，垫料基质含有大量含碳、氮的有机物和粪便微生物。添加的微生物菌剂中除了有活性较强的碳源转化菌，还需选择病菌抑制菌和固氮的除臭菌。褐球固氮菌能利用淀粉、甘露醇，利用硝酸盐、氨和氨基酸作为氮源，在含一种有机碳源的无氮培养基中能固定分子氮。粪肠球菌兼性厌氧，产乳酸，固氨，减少臭味，有效抑制有害微生物的活动，促进有机物的发酵分解。侧孢芽孢杆菌抗逆性强，可耐1%-7%NaCl浓度，能抑制金黄色葡萄球菌等病原菌。解淀粉芽孢杆菌产蛋白酶、淀粉酶，可迅速利用蛋白、脂肪、糖类、淀粉等有机碳，在短时间内促进粪便有机物的转化，减少粪便的腐败。枯草芽孢 杆菌是饲料工业常用的微生态制剂，由于芽孢保护，能耐受发酵高温，生长优势强，该株菌除了分泌过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶等酶类，能利用猪粪迅速生长，还能抑制沙门氏菌、链球菌等病原菌。用这五种优良菌种选择最佳比例组成复合微生物菌剂，含有机质转化菌（解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌）、固氨除臭菌（褐球固氮菌、粪肠球菌）和病菌抑制菌（侧孢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌）。侧孢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌对病原菌的抑制作用，减少了粪便的腐败，促进解淀粉芽孢杆菌、褐球固氮菌对C、N元素的转化。同时，C、N转化菌也为病原抑制菌的代谢提供了良好的营养环境。各个菌株在发挥自身多个功能的同时，协同作用，能快速转化粪便，除臭固氨，抑制病原菌，促进了猪群的健康生长。另一方面，已有的菌剂大都含降解木质素、纤维素的菌株。在发酵床的日常维护中，应以转化粪便、固氨除臭为生产目的。含降解木质素、纤维素的菌株会分解垫料基质，影响垫料使用年限。本发明中的复合菌剂Ⅱ维护菌剂未添加降解纤维素、木质素的菌系组合，从而不会无谓的降解垫料，可使发酵床垫料延长使用寿命。 

3）复合菌剂Ⅲ(堆积菌剂)，按照重量百分比由以下成分组成：米曲霉15%、链霉菌20%、褐球固氮菌25%、康宁木霉20%、地衣芽孢杆菌20%。该复合菌剂是用于猪出栏后垫料的高温堆积发酵。经过五个月的饲养期，猪粪的有机物已经大部分转化，垫料中含有大量难以转化的纤维素和木质素，N元素大量堆积，垫料的C/N比从进猪前的250:1下降到30：1。传统的水泥饲养，在猪群整进整出后，都会 通过化学消毒来未下一批的猪群进栏做好防疫工作。化学消毒会抑制垫料有益菌的活性，不适用于发酵床饲养的消毒防疫。因此，通过高温消毒杀灭大肠杆菌、寄生虫是发酵床猪群出栏后的一个重要工作环节。添加的微生物菌剂除了有高温腐熟菌，还要包含固氮菌。米曲霉具有很高的蛋白酶活性和纤维素酶活，用于发酵饲料。链霉菌是革兰氏阳性放线菌，转化氮磷，产生出各种抗生物质，可以直接抑制病原菌。褐球固氮菌能利用淀粉、甘露醇，利用硝酸盐、氨和氨基酸作为氮源。在含一种有机碳源的无氮培养基中能固定分子氮。康宁木霉繁殖迅速，常在短时间内暴发、生长、代谢，具有较强分解纤维素的能力，能以蔗渣、秸秆、农副产品、工厂纤维素废渣为底物生产纤维素霉曲。地衣芽孢杆菌是一株分解木质素的芽孢杆菌，抗逆性强，繁殖迅速，升温快。用这五种优良菌种选择最佳比例组成复合生物菌剂，其中，康宁木霉、米曲霉、地衣芽孢杆菌能快速降解纤维素、木质素，从而使发酵床基质的升温发酵，杀灭有害菌，起到高温消毒的作用，促进猪粪的深度腐熟，同时链霉菌、褐球固氮菌能在升温的过程中减少氮、磷损失，增加垫料基质肥效。 

本发明的猪发酵床三元复合菌剂的使用方法： 

1）复合菌剂Ⅰ在第一次进猪前新垫料进床后使用，按20-40克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅰ，将复合菌剂Ⅰ用35-40℃温水溶解后，喷洒添加到垫料表面，充分混匀后进行启动发酵； 

2）复合菌剂Ⅱ在猪群饲养1-2个月后使用，按10-20克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅱ，将复合菌剂Ⅱ用35-40℃温水溶解后，喷洒 添加到垫料表面，翻耙混匀，用于垫料管理期的日常维护，提高猪粪原位降解效率； 

3）复合菌剂Ⅲ是在猪群饲养期结束出栏后使用，按25-50克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅲ，将复合菌剂Ⅲ用35-40℃温水溶解后，喷洒到垫料表面，充分混匀后进行高温堆积发酵，促进垫料基质的深度腐熟。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

1）根据猪养殖期的生产实际，结合垫料的理化特征，建立（进栏、养殖、出栏）协同递进的三元复合菌剂，因地适宜地搭配功能菌种。 

2）三元微生物菌剂均是功能互补、酶系互补的高效转化菌群体系。进栏前发酵产热；养殖中中生物除臭、抑制病菌、转化粪便；出栏后高温腐熟，养分原位保全。由于菌剂各组分可随养殖期的进程而调整，达到了有效利用微生物资源，提高猪粪原位降解效率的发明目的。 

3）养殖日常维护中使用复合菌剂Ⅱ，以粪便转化、抑制病菌为目标复配菌株，减少惰性基质的物料转化，延长垫料的使用寿命。 

附图说明

图1为启动发酵各试验组的温度变化曲线； 

图2为堆积发酵各试验组的温度变化曲线。 

具体实施方式

以下实施方式旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。 

本发明采用的9株菌名称及菌种来源如下：康宁木霉（CICC40634）、地衣芽孢杆菌（CICC20085）、解淀粉芽孢杆菌（CICC20164）、褐球固氮菌（CICC21685）、粪肠球菌（CICC21869）、侧孢芽孢杆菌（CICC21185）、枯草芽孢杆菌（CICC21164）、米曲霉（CICC40186）和链霉菌（CICC23624）均购自CICC(中国工业微生物菌种保藏管理中心)。 

实施例1制备三元复合菌剂 

本发明的猪发酵床三元复合菌剂，由复合菌剂Ⅰ、复合菌剂Ⅱ和复合菌剂Ⅲ组成。 

复合菌剂Ⅰ为启动菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：康宁木霉30%，地衣芽孢杆菌30%，解淀粉芽孢杆菌40%； 

复合菌剂Ⅱ为维护菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：褐球固氮菌20%，粪肠球菌20%，侧孢芽孢杆菌15%，解淀粉芽孢杆菌25%，枯草芽孢杆菌20%； 

复合菌剂Ⅲ为堆积菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：米曲霉15%，链霉菌20%，褐球固氮菌25%，康宁木霉20%，地衣芽孢杆菌20%。 

本发明的猪发酵床三元复合菌剂的制备方法，包括如下步骤： 

每种复合菌剂的配置从斜面菌种到成品的扩增要经过以下三个步骤。 

1）一级扩培：各个经纯化培养的菌种从保藏的斜面上取出后，分别接种到制备好的种子培养基中分别培养，每个1L的瓶中装培养基300ml，然后置于摇床上36℃振荡培养48h-72h； 

一级扩培中，各种菌的斜面培养基和种子培养基均为公知的基础培养基。其中，地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌的种子培养基——营养肉汤培养基（培养细菌），康宁木霉、米曲霉——PDA培养基（培养霉菌），粪肠球菌——MRS培养基（培养乳酸菌），链霉菌——高氏培养基（培养放线菌），褐球固氮菌——77号固氮培养基（培养固氮菌）。 

2）二级扩培：期间分别检测各菌培养液活菌数，待各菌活菌数达到（1-6）×10⁹/ml后，取出种子液，制成复合菌液。 

各复合菌液各菌种子液的的组成及含量如下： 

用于制备复合菌剂Ⅰ的复合菌液——康宁木霉种子液120ml，地衣芽孢杆菌种子液120ml，解淀粉芽孢杆菌种子液160ml； 

用于制备复合菌剂Ⅱ的复合菌液——褐球固氮菌种子液80ml，粪肠球菌种子液80ml，侧孢芽孢杆菌种子液60ml，解淀粉芽孢杆菌种子液100ml，枯草芽孢杆菌种子液80ml； 

用于制备复合菌剂Ⅲ的复合菌液——米曲霉种子液60ml，链霉菌种子液80ml，褐球固氮菌种子液100ml，康宁木霉种子液80ml，地衣芽孢杆菌种子液80ml。 

然后按照重量比为复合菌液10％和固体培养基90％的比例，将各复合菌液分别接种于各自的二级扩培培养基中，混匀，共同置于30-35℃培养条件下培养72h-96h， 

用于制备复合菌剂Ⅱ的复合菌液的二级扩培培养基,每1kg由如下成分组成：麸皮200g、玉米粉22g、豆粕100g，葡萄糖20g、NaCl5g、磷酸二氢钾3g、木屑200g、水450g。 

用于制备复合菌剂Ⅱ的复合菌液的二级扩培培养基,每1kg由如下成分组成：豆粕150g、玉米粉62g、麸皮100g，葡萄糖30g，NaCl5g、磷酸二氢钾3g、木屑200g，水450g。 

用于制备复合菌剂Ⅲ的复合菌液的二级扩培培养基,每1kg由如下成分组成：麸皮160g、玉米粉100g、葡萄糖35g，NaCl5g、木屑250g，水450g。 

3）固料干燥：在50-55℃条件下烘干湿料，即可制成复合菌剂粉剂产品，复合菌剂Ⅰ粉剂产品含菌量在2×10⁹-4×10⁹cfu/g之间，复合菌剂Ⅱ粉剂产品含菌量在4×10⁹-8×10⁹cfu/g，复合菌剂Ⅲ粉剂产品含菌量在2×10⁸-4×10⁸cfu/g。 

实施例2检测本发明的三元复合菌剂制成的猪发酵床养猪功效 

2013年7月-2013年10月在某养猪场进行了本发明产品发酵床养殖技术养猪试验。垫料由锯末屑、稻壳按1∶1的重量比构成。按产期，体重相近的原则，选择同品种、同批次的杂交猪60头，随机分成2组，每组30头。试验I组为对照组，传统水泥地圈栏；试验 II组，用本发明的三元复合菌剂制成的猪发酵床养殖。 

进猪前使用复合菌剂Ⅰ(启动菌剂)，按30克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅰ，将复合菌剂Ⅰ用35-40℃温水2L溶解后，用量按30克/m²的比例，喷洒添加到垫料表面，充分混匀后进行启动发酵； 

在进猪45天后，使用复合菌剂Ⅱ(维护菌剂)，按15克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅱ，将复合菌剂Ⅱ用35-40℃温水2L溶解后，喷洒添加到垫料表面，翻耙混匀，用于垫料管理期的日常维护，提高猪粪原位降解效率； 

在猪群饲养期结束出栏后使用复合菌剂Ⅲ（堆积菌剂），按35克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅲ，将复合菌剂Ⅲ用35-40℃温水2L溶解后，喷洒到垫料表面，充分混匀后进行高温堆积发酵，促进垫料基质的深度腐熟。 

对照组和试验组基础日粮相同。 

表1育肥猪生产性能测定 

表2发酵床与传统水冲圈育肥猪血清免疫指标比较 

如上表1所示，从生产性能看，采用发酵床饲养与水泥地面养猪效果相比，平均增重与日增重分别提高17.69%与17.71%，差异显著（P<0.05），料肉比优势明显，表2表明本试验中生物环保（发酵床）猪舍猪IgA、IgG、IgM浓度高于水泥地面猪舍，但差异不显著(P＞0.05)。由此得出结论，本发明的三元复合菌剂，显著提高了猪的日增重和饲料转化率，为猪创造了良好的生存环境，增加猪的免疫力，并且实现了高产、优质、高效养猪的目标。 

实施例3检测本发明的三元复合菌剂在发酵床养猪生产中的床体效果 

2013年10月-2014年1月在某养猪场进行了本发明产品在床面基质上的应用实验。 

试验1组：市售国外发酵床菌剂，含枯草芽孢杆菌、淀粉酶、蛋白酶，活菌数10⁷cfu/g，添加剂量为200g/m³

试验2组：售国内发酵床菌剂，含乳酸菌、芽孢菌、酵母菌，活菌数10⁹cfu/g，添加剂量为20g/m²

试验3组：本发明的三元复合菌剂，在进猪前使用复合菌剂Ⅰ(启动菌剂)，按30克/m²的比例添加，在进猪45天后，使用复合菌剂Ⅱ(维护菌剂)。按15克/m²的比例添加。在猪110天出栏后，使用复合菌剂Ⅲ(堆积菌剂)，按35克/m²的比例添加进行堆积发酵。分别在生产前、生产中、生产后监测垫料的理化性质。分别监测启动发酵、堆 积发酵时垫料基质的温度变化。测定发酵床垫料试验组的养分含量，结果分别见图1、图2、表3。 

表3发酵床垫料的养分含量 

图1是启动发酵的温度变化曲线。由图1可知，在启动发酵时，各试验组均能提升垫料温度，试验组3在第5天能达到52℃，温度最高，升温效果最佳。 

图2是堆积发酵的温度变化曲线。与其他两组相比，试验组3，最高堆温达50-55℃之间，持续6天，能高温腐熟基质，杀灭病原菌。 

由表3可知，与试验组1、2相比，试验组3的铵态氮、有机质最低，试验组2最高，试验组3比试验组2，氨氮含量下降了33.23%，有机质含量下降了9.59%，总N含量，试验组3比试验组2提高了8.33%。 

结果表明，三元复合菌剂能有效除臭，降解有机质，减少N素损失，提高垫料肥效。 

Claims (2)

1.一种猪发酵床三元复合菌剂，其特征在于，由复合菌剂Ⅰ、复合菌剂Ⅱ和复合菌剂Ⅲ组成，

所述的复合菌剂Ⅰ为启动菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：康宁木霉30%，地衣芽孢杆菌30%，解淀粉芽孢杆菌40%；

所述的复合菌剂Ⅱ为维护菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：褐球固氮菌20%，粪肠球菌20%，侧孢芽孢杆菌15%，解淀粉芽孢杆菌25%，枯草芽孢杆菌20%；

所述的复合菌剂Ⅲ为堆积菌剂，按照重量百分比由以下成分组成：米曲霉15%，链霉菌20%，褐球固氮菌25%，康宁木霉20%，地衣芽孢杆菌20%。

2.如权利要求1所述的猪发酵床三元复合菌剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）复合菌剂Ⅰ在第一次进猪前新垫料进床后使用，按20-40克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅰ，将复合菌剂Ⅰ用 35-40℃温水溶解后，喷洒添加到垫料表面，充分混匀后进行启动发酵；

2）复合菌剂Ⅱ在猪群饲养1-2个月后使用，按10-20克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅱ，将复合菌剂Ⅱ用35-40℃温水溶解后，喷洒添加到垫料表面，翻耙混匀，用于垫料管理期的日常维护，提高猪粪原位降解效率；

3）复合菌剂Ⅲ是在猪群饲养期结束出栏后使用，按25-50克/m²的用量比例添加复合菌剂Ⅲ，将复合菌剂Ⅲ用35-40℃温水溶解后，喷洒到垫料表面，充分混匀后进行高温堆积发酵，促进垫料基质的深度腐熟。

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