发酵垫料制作是自然养猪法另外一个重要技术环节,也是生产管理的关键。对垫料原料进行科学组合,能达到减少管理强度、减少疫病发生、增加养猪效益等目的。
一、垫料制作的基本要求
为保证发酵菌种高效的活力,使有益菌旺盛生长,需要营造适宜有益菌生长繁殖的垫料环境。试验发现,自然养猪法所制作的垫料需要满足如下条件。
1. 高效的发酵菌母种
自然养猪法垫料发酵分解粪尿的过程是微生物作用的结果,就如同面团中有了酵母菌、鲜奶中有了乳酸菌后才能做成好吃的馒头和酸奶一样,微生物在垫料中的发酵活动也增加了垫料的肥效,而且还产生高温杀死很多有害病菌和虫卵等。所以,发酵菌母种活力的高低决定了粪便分解和垫料发酵的效率,是自然养猪法垫料制作的首要关键因素。
2. 具备一定的微生物营养源
微生物的生存和繁殖需要有一定的营养源,主要来源于垫料原料和猪粪尿中易分解的有机物。这些原料中的碳水化合物(碳)就是微生物的食物,而无机的氮素(氮)是微生物繁殖建造细胞的材料。所以,碳和氮的含量高低就决定了微生物的生存和繁殖效率,它们就是发酵微生物的营养源。我们将微生物细胞中的或其他有机物中的碳素与氮素含量的比值称为“碳氮比”。一般来说,微生物的活动繁殖所需的最佳碳氮比为25 : 1,因为微生物每合成一份自身的物质,刚好需要25份碳素和1份氮素。我们制作自然养猪法发酵垫料就是通过相关措施控制碳氮比,使发酵菌种均衡、持续、高效地活动和繁殖。由于猪粪的碳氮比为7:1,是提供氮素的主要原料,所以自然养猪法发酵垫料原料必须选择碳氮比大于25 : 1的原料即能达到发酵的目的。由于养猪生产粪尿持续产生,所以垫料原料碳氮比越高,垫料使用时间越长。
3. 适宜的酸碱度
垫料发酵微生物多是需要中一微碱性环境,pH7.5左右最为适宜,过酸(pH<5.0)或过碱(pH>8.0)都不利于猪粪尿的发酵分解。猪粪分解过程产生有机酸,在区域内pH会有所降低。正常的发酵垫料一般不需调节pH,靠其自动调节就可达到平衡。可以通过翻耙垫料或其他措施调节酸碱度,以适应发酵微生物的生长。
4. 透气性
氧气的供给是耗氧性微生物增殖不可缺少的,依靠微生物的增殖,粪中有机物被分解为稳定的物质。由于垫料发酵微生物多为耗氧性微生物,只有垫料本身透气好,才有利于发酵微生物的活动和繁殖,利于粪尿的分解。若垫料透气性差,使得嫌气性微生物活动加强,则不利于粪尿及垫料的分解,过早地生成大量垫料腐殖质。翻堆、深耙、悬耕等都可调节透气状况,改善垫料原料的透气性(空隙率在30%以上)。
5. 保水性
发酵垫料需要具有一定的保水性。因为水分是影响微生物生命活动的重要因素,微生物在发酵垫料的水膜里进行着生命活动。同时,水分也影响堆料内部养分和微生物的移动,影响发酵效率的高低,也影响空气成分和垫料及舍内的温度。一般情况下,发酵垫料的含水量为持水量的55%~70%。含水量过高或过低时均不利于发酵处理。当水分含量大于85%,由于垫料毛细结构被破坏,从而影响发酵效率。
6. 厚度
参与发酵的微生物,通常在30℃以上的环境温度下增殖旺盛。所以,垫料床的厚度是决定温度的重要因素,一般要求发酵床垫料厚度为80~100厘米,不得低于50厘米。如果垫料太薄则发酵产生的热量迅速散失,发酵垫料难以达到适宜的温度,从而使发酵微生物增殖受限,导致不发酵。垫料太厚,则可能导致内部升温太高、太快,且一次性投入大,垫料深翻工作量大,不利于垫料管理。
从上述垫料制作要求可知,可以通过改善垫料组成的方法,如垫料原料的选择、添加辅助材料(如锯屑、稻壳等),调整垫料的水分和提高混合垫料的空隙率;配合搅拌、翻转,使发酵垫料和空隙均匀地接触;利用太阳高度角原理或屋顶制作可调控制的透明树脂板,利用太阳热能促使水分蒸发等。通过这些方法,均可达到促进垫料发酵的效果。
二、垫料原料选择的原则
自然养猪法发酵床的制作过程实际上就是制备有益微生物培养基的过程,发酵床原料组合及相关因子应适应有益菌生长需要和养猪生产的要求。一般而言,发酵床原料组成为:垫料原料(包括透气性原料和吸水性原料)、营养辅料、菌种及辅助调节剂。所有这些原料共同作用,形成了发酵床这一动态平衡体系。
发酵床原料碳氮比是该体系中最重要的影响因子。原则上讲,只要碳氮比大于25:1的原料(如杂木屑491.8:1,玉米秸53.1:1,麦秸96.9:1,玉米芯88.1:1,稻草58.7:1,野草30.1:1,棉籽壳27.6:1等)均可作为垫料原料,碳氮比小于25:1的原料(如猪粪7:1,麦麸20.3:1,米糠19.8:1,啤酒槽8:1,豆饼6.76:1,花生饼7.76:1,菜籽饼9.8:1等)均可作为营养辅助原料。其他(如菌种、辅助调节剂等)作为垫料添加剂加入。由于养猪过程中猪粪尿是持续产生的过程,且猪粪尿本身碳氮比低(约7:1),持续提供氮素(即持续提供营养辅料),所以从原理上讲,自然养猪法发酵垫料原料或原料组合总体碳氮比只要超过25 : 1即可。当然,碳氮比越接近25:1,垫料使用年限越短。
实际生产中,最常用的垫料原料组合是“锯末+稻壳”、“锯末+玉米秸秆”、“锯末+花生壳”、“锯末+麦秸”等,其中垫料主原料主要包括碳氮比极高的木本植物碎片、木屑、锯末、树枝粉、树叶等,禾本科植物秸秆等。这些原料主要提供菌体生长繁殖所需的碳素。不过,在垫料选择过程中,应注重原料质地要软硬结合,防止质地过软而使透气性变差,影响发酵效果。
由于制作的垫料需要水分为50%~60%,而新鲜农作物原料本身含有大量水分,在农作物收获季节原则上也可以直接使用新鲜农作物秸秆搭配其他原料进行垫料制作(具体使用效果尚有待进一步研究)。表4-1列出了山东省内常见的可以作为发酵床的几种原料的碳氮比。
另外需要注意的是,选择自然养猪法发酵垫料时,腐烂、霉变或使用过化学防腐物质的原料不能直接使用。
同样,我们可以通过调整猪只饲养密度来增加或减少猪粪尿的排放,调整垫料微生物的活力,以调整垫料发酵温度。在新制作垫料过程中,为使菌种达到相当数量,往往需要提供一定量的碳氮比较低的营养辅料,作为新垫料酵熟(发酵成熟)营养源添加原料。
表4-1 几种发酵床制作新鲜原料碳氮比
种类 | C/N | 样本数 | 最大值 | 最小值 |
水稻秸秆(鲜) | 47.56 | 289 | 92.63 | 22.30 |
小麦秸秆(鲜) | 66.46 | 150 | 138.77 | 23.00 |
大麦秸秆(鲜) | 76.55 | 35 | 118.90 | 31.10 |
玉米秸秆(鲜) | 49.86 | 171 | 98.31 | 21.44 |