CN110140663A - 一种环境友好型养猪用发酵床垫料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种环境友好型养猪用发酵床垫料,采用发酵菌剂和发酵底物作为原料,经过堆积发酵制备;发酵底物包括以下重量份物料:棉花秸秆15–35份、醋糟10–40份、花生壳10–40份、杏鲍菇菌糠10–20份;发酵菌剂的重量份数为1–5份,发酵菌剂中的有效活菌数≥108cfu/g,其中的有效菌种组合为芽孢杆菌+酵母菌+乳酸菌+放线菌,且满足以下有效活菌数比:芽孢杆菌:酵母菌:乳酸菌:放线菌=1–5:0.5–1.5:1–3:1–3。采用本发明的发酵底物和发酵菌剂进行堆积发酵后制得的发酵床垫料能够有效地改善生猪的饲养环境,减少猪舍异味,提高生猪的生产效益。
Description
技术领域
本发明属于畜牧业养殖技术领域,具体地,涉及一种环境友好型养猪用发酵床垫料及其制备方法。
背景技术
养猪是我国农业生产的重要组成部分,是农民增收致富的重要手段,猪肉年产量5000万t左右,居世界第一。据农业部统计,2011年10月全国生猪存栏已达4.71亿头。然而,在养猪业迅猛发展的同时,养猪粪污***造成的环境污染问题也成为阻碍我国生猪产业可持续发展的重要因素。发酵床养猪技术是利用全新的自然农业理念,综合利用微生物学、生态学、发酵工程学原理,以活性功能微生物作为物质能量“转换中枢”的一种环保、安全、有效的生态养猪模式。发酵床养猪技术作为一种无污染、零排放的有机农业技术,以接种大量的益生菌与猪粪中正常菌群构成发酵床的优势菌群,以锯末、麸皮、稻壳等农作物按照一定的比例配合作为垫料,经发酵后,在发酵床上原位降解、消纳粪尿。
在传统的水泥地猪舍中,猪粪发酵所产生的恶臭物质多达160余种,这些恶臭物质主要包括挥发性脂肪酸、酚类、吲哚类、氨、挥发性胺和含硫化合物等,会降低猪的抵抗力和免疫力,减弱猪的代谢强度,从而造成生产能力下降,对疾病的易感性提高。人长期生活在养猪场周边的恶臭环境中,也更易患气管炎、支气管炎和肺炎等呼吸***疾病。
微生物发酵床猪舍为全开放猪舍,猪的***物被垫料中的细菌作为营养迅速降解、消化,猪舍内无明显异味。良好发酵进程的发酵床可以减少尿素、氨、氧化亚氮、硫化氢、吲哚和3–甲基吲哚等臭味物质产生和挥发,减少许多令人不愉快的气体产生。
发酵床垫料的来源与选择是发酵床养猪技术的核心环节之一,经典发酵床垫料制作需要消耗大量的谷壳和锯木屑,谷壳和锯木屑资源有限,制约了发酵床垫料技术的推广与应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种环境友好型养猪用发酵床垫料及其制备方法,以解决上述技术问题中的至少一个。
根据本发明的一个方面,提供一种环境友好型养猪用发酵床垫料,采用发酵菌剂和发酵底物作为原料,经过堆积发酵制备;发酵底物包括以下重量份物料:棉花秸秆15–35份、醋糟10–40份、花生壳10–40份、杏鲍菇菌糠10–20份;发酵菌剂的重量份数为1–5份,发酵菌剂中的有效活菌数≥108cfu/g,其中的有效菌种组合为芽孢杆菌+酵母菌+乳酸菌+放线菌,且满足以下有效活菌数比:芽孢杆菌:酵母菌:乳酸菌:放线菌=1–5:0.5–1.5:1–3:1–3。
优选地,发酵菌剂的重量份数为3份,还包括红糖3–5份;发酵底物包括醋糟25份、花生壳30份、杏鲍菇菌糠15份、磷酸氢钙0–10份。。
优选地,发酵菌剂中的有效活菌数满足:芽孢杆菌:酵母菌:乳酸菌:放线菌=2:1:2:1。
优选地,芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、丁酸梭菌中的一种或多种。
优选地,芽孢杆菌由枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌组成,并满足如下有效活菌数比:枯草芽孢杆菌:凝结芽孢杆菌=1:1。
根据本发明的另一个方面,提供一种上述环境友好型养猪用发酵床垫料的制备方法,包括以下步骤:步骤(1),将发酵菌剂以5wt%的量加入红糖水中活化培养20–30h,得到活化发酵菌液;步骤(2),称取发酵底物所需的物料,搅拌混匀,得到发酵底物;步骤(3),将活化发酵菌液接种发酵底物;步骤(4),加水调节发酵底物,使发酵底物的含水量为55–65%;步骤(5),堆积发酵6–8天。
优选地,在步骤(2)中,控制棉花秸秆和磷酸氢钙的重量份数,使发酵底物的碳氮比C/N=25–40:1、碳磷比C/P=60–80:1。
优选地,在步骤(4)中,完成发酵底物的含水量调节后,调节发酵底物的酸碱度,使其pH=7–9。
优选地,在步骤(4)中,将发酵底物的含水量控制在60%±1.5%。
优选地,在步骤(5)中,当发酵温度上升至不低于50℃并持续2天时,对发酵体系的物料进行翻动搅拌后继续发酵。
发酵床垫料的组成对发酵床中的微生物种群组成密切相关,本发明采用本发明选择醋糟、花生壳和杏鲍菇菌糠配合其他辅料作为制备发酵床垫料,以棉花秸秆、醋糟、花生壳和杏鲍菇菌糠组成的发酵底物能够为其中的微生物提供丰富的有机物,经过上述发酵底物堆积发酵之后制成的发酵床垫料符合营养互补原则,猪只通过拱食垫料,能够摄取丰富、均衡的营养。而组成发酵床垫料的醋糟和杏鲍菇菌糠各自所具有的特有香味能够激发试验猪的食欲。此外,杏鲍菇菌糠刺激生猪分泌各种消化酶,提高了生猪对饲料的消化吸收利用率。而醋糟还能够起到抑制有害病原菌的作用,减少猪舍内的致病源。由本发明限定的发酵底物发酵效果良好,利用由此制备的发酵床垫料构建的发酵床能够为生猪提供较高的环境温度,增加生猪的生产福利。
另外,本发明根据制备发酵床垫料的发酵底物组成选择具有特定的有效菌种组合的发酵菌剂,将发酵菌剂添加到发酵底物中共同进行堆积发酵,发酵菌剂中的多种益生菌协同增效,能够在发酵体系中保持较高的活性,促进发酵底物中有机物质转化为有利于生猪生长发育的营养物质,此外,还能够起到调节发酵床体菌群组成的作用,抑制致病菌在发酵床中增殖,使发酵床中含有丰富的益生菌。发酵床体的丰富益生菌能够有效分解猪只粪污,改善猪舍环境,此外,通过生猪拱食垫料,垫料中的丰富益生菌进入生猪体内,可以造成猪肠道厌氧环境,降低pH值,激活胃蛋白酶,其中的有些益生菌自身也可以产生多种水解酶类和益生素,促进了营养物质的消化吸收,从而提高猪的生产性能。
总的来说,本发明通过对制备发酵床垫料的发酵底物和发酵菌剂进行限定,进行堆积发酵后制得的发酵床垫料能够有效地改善生猪的饲养环境,减少猪舍异味,提高生猪的生产效益。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。
实施例1
本实施例设置6个试验组,依次标记为照处理、处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ和处理Ⅴ,进行生猪饲养试验。其中,处理Ⅰ–Ⅴ为在铺设有发酵床的猪舍中饲养试验猪,对照处理为在传统的水泥地猪舍中饲养试验猪。
1.制作发酵床垫料
各处理组根据表1采用对应的物料配制发酵底物,由此配得的发酵底物的C/N=30±2、碳磷比C/P=72±2。
表1配制各试验组的发酵底物所需的原料及其重量份数(份)
除了上述发酵底物,本实施例各试验组制备发酵床垫料的原料还包括发酵菌剂3份和红糖4份。该发酵菌剂中的有效活菌总数≥108cfu/g,其有效活菌由枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌和放线菌组成,其中的活菌数比满足:枯草芽孢杆菌:凝结芽孢杆菌:酵母菌:乳酸菌:放线菌=1:1:1:2:1。
各试验组制备发酵床垫料的步骤如下:
(1)将上述发酵菌剂以5wt%的量加入红糖水活化培养24小时,得到发酵菌液;
(2)将按照重量份数称取的醋糟、花生壳、杏鲍菇菌糠、棉花秸秆和磷酸氢钙混合,充分搅拌至均匀分布,得到发酵底物;
(3)向发酵底物中喷洒活化的发酵菌液,一边喷洒一边搅拌发酵底物;
(4)加水调节发酵底物的含水量至60%±1.5%,然后利用酸碱度调节剂调节发酵底物的酸碱度,使其pH=7.6;
(5)堆积发酵7天,当发酵温度上升至不低于50℃并持续2天时,对发酵体系的物料进行翻动搅拌后继续发酵。
2.构建发酵床
加水调节完成发酵的发酵床垫料至含水量为50%,利用酸碱度调节剂调剂发酵床垫料的酸碱度至pH=7.8。将经过上述处理的发酵床垫料在养殖区域内铺开,铺设的厚度为70cm,次日进猪。
3.饲养管理
试验猪选用体重为30kg左右的“杜长大”三元杂交生猪60头,其胎次一致、品种相同、日龄相近,按照公母各半的分组方法,随机分为6组,每组10个重复,每个重复1头试验猪。试验猪舍在进猪前做好防疫消毒工作,试验正式开始前设7天的预试期,预试期间,按照养殖场正常的饲养管理流程对试验猪进行疫苗注射、驱虫和打耳标等工作。试验期为60天,试验期间内:对照处理的试验猪在水泥地猪舍内自由采食、饮水,干清方式清扫粪便;处理Ⅰ–Ⅴ的试验猪只在发酵床上自由采食、饮水和排便,饲喂六组试验猪所采用的日粮组成如表2所示。试验期内,每天翻扒处理Ⅰ–Ⅴ发酵床表层垫料,使原本处于垫料表层的粪尿被垫料覆埋,每周全面翻扒上层50cm后每月彻底深翻垫料一次。每当垫料高度下降约10cm,加入相同组成的发酵床垫料补充,加料时,新料和旧料要充分混合以达到菌种分散均匀,同时调节好水分含量至50%。
表2饲喂试验猪的日粮组成
4.指标测试
4.1生产性能
在试验期开始日和结束日,分别于清晨对各组试验猪空腹称重,试验期内记录试验猪的采食量,计算平均采食量、平均日增重和料重比。
4.2发酵床垫料的温度测试
在进入试验期的第10、20、30、40、50和60天在各试验组舍内,按均匀布点原则选择东、西、南、北、中5个点,先用铁棍***垫料中约20cm,然后用温度计测量温度,所得数据求平均值。
4.3猪舍环境监测
在进入试验期的第60天,在各试验组舍内,按均匀布点原则选择东、西、南、北、中5个点,在距地面0.3~0.5m高度处,于早晨6:00左右定时用便携式氨气测定仪(S-450,美国塞利曼公司)和硫化氢测定仪〔HL-240,德尔格医疗设备(上海)有限公司〕分别测定氨气和硫化氢的浓度,用颗粒物浓度监测仪(ZH6822,北京中慧天诚科技有限公司)检测总悬浮颗粒浓度。细菌总数测定采用平皿暴露法,将营养琼脂平皿打开分别放在各试验组舍内东、西、南、北、中5个点角,暴露放置5min后,盖上平皿盖,带回实验室,37℃培养48h,计数平板上细菌菌落数,并将其用奥梅梁斯基公式换算:
y=(A×50000)/(S×t);
式中,y为空气中细菌总数(CFU/m3);A为平板上平均细菌菌落数;S为平板面积(cm2);t为暴露时间(min)。
5.测试结果
5.1生产性能测试结果
试验期内没有出现猪瘟病例也没有出现死亡例。如表3所示,对照处理的平均采食量、平均日增重显著偏低,而其对应的料重比却达到了所有试验组中的最大值。对照处理在传统的水泥地猪舍中饲养试验猪,其卫生条件相对较差,影响试验猪的食欲,也降低了试验猪的营养转化率,与各处理组相比,对照处理的饲养模式不利于试验猪的生长发育。各处理组的猪只在进入试验期后,都养成了在发酵床上直接排粪以及拱食发酵床垫料的习性。而处理Ⅰ的料重比显著低于其他处理组,导致这样的原因可能是处理Ⅰ的制备发酵床垫料的原料种类相对较少,营养物质较为单一。综合来看,处理Ⅴ的试验猪的生产性能最佳,处理Ⅴ用于制备发酵床垫料的原料种类较为丰富,而且其中所包含的醋糟和杏鲍菇菌糠各自所具有的特有香味能够激发试验猪的食欲。
表3本实施例试验猪的生产性能
5.2发酵床垫料的温度测试
处理Ⅰ–Ⅴ的发酵床垫料温度测试结果如表4所示。处理Ⅰ的发酵床垫料的升温速度较为缓慢,在进入试验期后第30天,垫料温度不高于35℃,整个试验期内,其最高温度不高于40℃。进入试验期后,处理Ⅴ的发酵床垫料温度迅速升高,在进入试验期第30天至试验期结束时,其温度维持在45℃±2℃的范围内。因此,试验猪躺卧在处理Ⅴ的发酵床上,导致其腹部体感温度高于其他处理组的试验猪,从而增加处理Ⅴ的试验猪福利。
表4处理Ⅰ–Ⅴ的发酵床垫料深20cm处温度测试结果(℃)
5.3猪舍环境监测结果
对照处理和处理Ⅰ–Ⅴ的猪舍环境指标测试结果如表5所示。对照处理的猪舍内有刺鼻的粪臭味,其氨气浓度、硫化氢浓度显著高于处理Ⅰ–Ⅴ组。与对照处理相比,处理Ⅰ–Ⅴ在猪舍中铺设发酵床,能够有效降低猪舍内的悬浮颗粒浓度以及细菌总数。由于猪舍内环境得到改善,处理Ⅰ–Ⅴ的试验猪的精神状态优于对照处理的试验猪。
表5猪舍环境质量监测结果
根据本实施例设置的饲养试验的结果,以处理Ⅴ对应的发酵底物原料组成作为本实施例制备发酵床垫料的最佳发酵底物原料组成。
实施例2
本实施例设置3个试验组,依次标记为照处理、处理A、处理B,进行生猪饲养试验。其中,处理A和处理B为在铺设有发酵床的猪舍中饲养试验猪,对照处理为在传统的水泥地猪舍中饲养试验猪。
1.制作发酵床垫料
处理A和处理B制备发酵床垫料采用的发酵底物与实施例1的处理Ⅴ采用的发酵底物组成相同。除了上述发酵底物,本实施例处理A制备发酵床垫料的原料还包括发酵菌剂3份和红糖4份。该发酵菌剂的有效活菌组成与实施例1的处理Ⅴ采用的发酵菌剂相同。处理A按照
处理A采用的发酵床垫料按照如下步骤制备:
(1)将上述发酵菌剂以5wt%的量加入红糖水活化培养24小时,得到发酵菌液;
(2)将按照重量份数称取的醋糟、花生壳、杏鲍菇菌糠、棉花秸秆和磷酸氢钙混合,充分搅拌至均匀分布,得到发酵底物;
(3)向发酵底物中喷洒活化的发酵菌液,一边喷洒一边搅拌发酵底物;
(4)加水调节发酵底物的含水量至60%,然后利用酸碱度调节剂调节发酵底物的酸碱度,使其pH=7.6;
(5)堆积发酵7天,当发酵温度上升至不低于50℃并持续2天时,对发酵体系的物料进行翻动搅拌后继续发酵。
处理B采用的发酵床垫料按照如下步骤制备:
(1)将按照重量份数称取的醋糟、花生壳、杏鲍菇菌糠、棉花秸秆和磷酸氢钙混合,充分搅拌至均匀分布,得到发酵底物;
(2)加水调节发酵底物的含水量至60%,然后利用酸碱度调节剂调节发酵底物的酸碱度,使其pH=7.6;
(3)堆积发酵7天,当发酵温度上升至不低于50℃并持续2天时,对发酵体系的物料进行翻动搅拌后继续发酵。
2.构建发酵床
加水调节完成发酵的发酵床垫料至含水量为50%,利用酸碱度调节剂调剂发酵床垫料的酸碱度至pH=7.8。将经过上述处理的发酵床垫料在养殖区域内铺开,铺设的厚度为70cm,次日进猪。
3.饲养管理
试验猪选用体重为30kg左右的“杜长大”三元杂交生猪30头,其胎次一致、品种相同、日龄相近,按照公母各半的分组方法,随机分为3组,每组10个重复,每个重复1头试验猪。试验猪舍在进猪前做好防疫消毒工作,试验正式开始前设7天的预试期,预试期间,按照养殖场正常的饲养管理流程对试验猪进行疫苗注射、驱虫和打耳标等工作。试验期为60天,试验期间内:对照处理的试验猪在水泥地猪舍内自由采食、饮水,干清方式清扫粪便;处理A和处理B的试验猪只在发酵床上自由采食、饮水和排便,饲喂三组试验猪所采用的日粮组成如实施例1的表2所示。试验期内,每天翻扒处理A和处理B发酵床表层垫料,使原本处于垫料表层的粪尿被垫料覆埋,每周全面翻扒上层50cm后每月彻底深翻垫料一次。每当垫料高度下降约10cm,加入相同组成的发酵床垫料补充,加料时,新料和旧料要充分混合以达到菌种分散均匀,同时调节好水分含量至50%。
4.指标测试
4.1生产性能
在试验期开始日和结束日,分别于清晨对各组试验猪空腹称重,试验期内记录试验猪的采食量,计算平均采食量、平均日增重和料重比。
4.2血液指标测定
试验结束前一周,在每组内随机抽取3头试验猪进行空腹前腔静脉采血,3000r/min离心5min取血清用于血清指标测定。生长激素(GH)、皮质醇(Cor)、热应激蛋白70(HSP-70)由武汉贝茵莱生物科技有限公司生产的试剂盒测定(酶联免疫法)。
5.测试结果
如表6所示,与对照处理相比,处理A和处理B采用铺设发酵床的猪舍饲养试验猪,能够全面地提高试验猪的生产性能。然而,与处理B相比,在制备发酵床垫料时添加发酵菌剂的处理A的生产性能得到了进一步的提高。
表6本实施例试验猪的生产性能
如表7所示,与对照处理相比,处理A和处理B分别不同程度地降低了试验猪血样中的Cor、HSP70和AKP的含量,Cor、HSP70和AKP皆是反映生猪应激的指标。Cor、HSP70和AKP的含量表明试验猪在生长过程中受到的应激损害轻微,猪采食的养分用于抵抗外界因素不良影响的比例降低,用于生长的养分比例相对增加。在本实施例的三组试验组中,处理A的试验猪血样中的Cor、HSP70和AKP的含量分别达到对应指标的组间最低值,结合表6中处理A的料重比达到所有三组实验组中的最小值,向发酵底物中添加本实施例所采用的发酵菌剂制备发酵床垫料,能够进一步地提高试验猪的生产效益。
表7本实施例试验猪的血清指标测试
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解,技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环境友好型养猪用发酵床垫料,其特征在于:采用发酵菌剂和发酵底物作为原料,经过堆积发酵制备;
所述发酵底物包括以下重量份物料:棉花秸秆15–35份、醋糟10–40份、花生壳10–40份、杏鲍菇菌糠10–20份;
所述发酵菌剂的重量份数为1–5份,所述发酵菌剂中的有效活菌数≥108cfu/g,其中的有效菌种组合为芽孢杆菌+酵母菌+乳酸菌+放线菌,且满足以下有效活菌数比:所述芽孢杆菌:所述酵母菌:所述乳酸菌:所述放线菌=1–5:0.5–1.5:1–3:1–3。
2.如权利要求1所述环境友好型养猪用发酵床垫料,其特征在于:所述发酵菌剂的重量份数为3份,还包括红糖3–5份;所述发酵底物包括所述醋糟25份、所述花生壳30份、所述杏鲍菇菌糠15份、磷酸氢钙0–10份。
3.如权利要求1所述环境友好型养猪用发酵床垫料,其特征在于,所述发酵菌剂中的有效活菌数满足:所述芽孢杆菌:所述酵母菌:所述乳酸菌:所述放线菌=2:1:2:1。
4.如权利要求1所述环境友好型养猪用发酵床垫料,其特征在于:所述芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、丁酸梭菌中的一种或多种。
5.如权利要求4所述环境友好型养猪用发酵床垫料,其特征在于:所述芽孢杆菌由所述枯草芽孢杆菌和所述凝结芽孢杆菌组成,并满足如下有效活菌数比:所述枯草芽孢杆菌:所述凝结芽孢杆菌=1:1。
6.如权利要求1–5任一项所述环境友好型养猪用发酵床垫料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1),将所述发酵菌剂以5wt%的量加入红糖水中活化培养20–30h,得到活化发酵菌液;
步骤(2),称取所述发酵底物所需的所述物料,搅拌混匀,得到所述发酵底物
步骤(3),将所述活化发酵菌液接种所述发酵底物;
步骤(4),加水调节所述发酵底物,使所述发酵底物的含水量为55–65%;
步骤(5),堆积发酵6–8天。
7.如权利要求6所述环境友好型养猪用发酵床垫料的制备方法,其特征在于:在所述步骤(2)中,控制所述棉花秸秆和所述磷酸氢钙的重量份数,使所述发酵底物的碳氮比C/N=25–40:1、碳磷比C/P=60–80:1。
8.如权利要求7所述环境友好型养猪用发酵床垫料的制备方法,其特征在于:在所述步骤(4)中,完成所述发酵底物的含水量调节后,调节所述发酵底物的酸碱度,使其pH=7–9。
9.如权利要求7所述环境友好型养猪用发酵床垫料的制备方法,其特征在于:在所述步骤(4)中,将所述发酵底物的含水量控制在60%±1.5%。
10.如权利要求7所述环境友好型养猪用发酵床垫料的制备方法,其特征在于:在所述步骤(5)中,当发酵温度上升至不低于50℃并持续2天时,对所述发酵体系的物料进行翻动搅拌后继续发酵。
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