馬曉勇 岳世林 姜國均
摘要:豬糞中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),但其氨的含量高、氣味重,會造成蚯蚓逃逸,甚至死亡,不適合蚯蚓的養(yǎng)殖。本試驗在豬糞中添加不同比例的牛糞進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖,探索不同配比的豬牛糞對大平3號蚯蚓生長繁殖及適應(yīng)性等生理指標(biāo)的影響。試驗發(fā)現(xiàn),在豬糞中添加牛糞,蚯蚓的生長效果高于單一豬糞或牛糞養(yǎng)殖效果。試驗結(jié)果表明,在豬糞中添加不同比例牛糞可增強(qiáng)蚯蚓的適應(yīng)性、生長發(fā)育和繁殖,且豬糞與牛糞配比為4 ∶6時養(yǎng)殖蚯蚓的效果最佳。
關(guān)鍵詞:牛糞;豬糞;蚯蚓;養(yǎng)殖
中圖分類號: S899.8文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2020)13-0208-04
收稿日期:2019-08-10
基金項目:河北省科技計劃(編號:17226606D);河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(編號:HBCT2018130205)。
作者簡介:馬曉勇(1996—),河北石家莊人,碩士研究生,研究方向為肉牛綠色發(fā)展與廢棄物資源化利用。E-mail:852413281@qq.com。
通信作者:姜國均,博士,教授,研究方向為生態(tài)健康養(yǎng)殖。E-mail:jgj857@163.com。近年來,隨著養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?;?、集約化地迅速發(fā)展,畜禽糞便集中排放造成環(huán)境污染問題日益凸顯。Zhao等對我國8個省的大型畜禽養(yǎng)殖場143個畜禽糞便樣本進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),豬糞中環(huán)丙沙星、恩諾沙星、四環(huán)素和金霉素的含量在21.0~59.6 mg/kg 之間,若將大量豬糞直接還田,極易造成抗生素污染土壤[1]。另外,豬、牛體內(nèi)的微生物大多通過消化道排入外界,糞便中存在大量微生物,包括細(xì)菌、真菌和寄生蟲卵等,其中有很多是人畜共患病的致病原,若將含有致病微生物的糞便直接作為農(nóng)作物的肥料,對人類的健康是一種極大的威脅。
蚯蚓別稱地龍,屬寡毛綱[2],是環(huán)節(jié)動物。蚯蚓的最適生長溫度為20~27 ℃,最適濕度為50%~70%,最適pH值為6~8,當(dāng)周圍環(huán)境的pH值過高或過低,均會對蚯蚓的生長造成影響[3],通過蚯蚓的特殊消化系統(tǒng)將畜禽糞便進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用,產(chǎn)出的蚯蚓糞可直接作為肥料進(jìn)行植物種植,形成了很有效的資源循環(huán),有很大的開發(fā)價值[4]。養(yǎng)殖蚯蚓不僅為畜禽等產(chǎn)業(yè)提供了動物性蛋白飼料的來源,也為畜禽糞便的處理找到了新途徑,同時還可為食品、醫(yī)藥提供原材料,前景十分廣闊。
豬糞的pH值范圍在7.2~8.3之間,含有較高的營養(yǎng)成分,化學(xué)組成為水81.5%、有機(jī)物24.16%、全氮2.65%、全磷0.68%、全鉀1.99%、液態(tài)氨426.6 mg/100 g[5],單純用豬糞養(yǎng)殖蚯蚓活力強(qiáng),生長速度快,但死亡率也很高[6]。與牛糞相比,豬糞氨的含量大、氣味重,會造成蚯蚓的逃逸,甚至死亡,不適合蚯蚓的養(yǎng)殖。因此,研究在豬糞中添加牛糞,探索用蚯蚓處理豬糞和牛糞的最佳比例,為生產(chǎn)中處理豬糞和牛糞提供可行的辦法,具有較強(qiáng)的理論和現(xiàn)實意義。
1材料與方法
1.1試驗材料
赤子愛勝蚓大平3號,購自河北省石家莊市藁城蚯蚓養(yǎng)殖基地,青年蚓的體質(zhì)量在100~170 mg之間,成蚓的體質(zhì)量約為450 mg,均在普通泥中暫養(yǎng)10 d適應(yīng)環(huán)境后供試驗用。直徑45 cm、高30 cm花盆40個,購于河北省保定市生態(tài)園。
1.2試驗方法
1.2.1發(fā)酵腐熟糞便取新鮮牛糞和豬糞各20 kg盛于塑料桶內(nèi),加適量水,水分含量達(dá)到50%~70%后,采用塑料薄膜密封,在25 ℃的環(huán)境下發(fā)酵32 d,發(fā)酵結(jié)束后在太陽光下進(jìn)行暴曬3 d。
1.2.2試驗分組及處理試驗共分為6組。將發(fā)酵處理的豬糞、牛糞按照比例8 ∶2、6 ∶4、4 ∶6、2 ∶8 共分成4組,即為A、B、C、D組;對照組為E組和F組,分別僅取豬糞、牛糞。每組設(shè)置3個蚓盆,各個蚓盆牛糞與豬糞的總質(zhì)量均為1 kg,拌勻后裝入直徑為45 cm、高為30 cm的花盆內(nèi),基料的高度設(shè)置為不超過盆高的3/4,每個蚓盆投放200條蚯蚓,每組共投放蚯蚓600條。為減少花盆內(nèi)外濕度受環(huán)境的影響,保持花盆內(nèi)濕度以適宜蚯蚓的生存,用麥秸將盆口覆蓋,高度約10 cm,每天察看2次,定期噴水。整個養(yǎng)殖過程中保持濕度為70%左右,溫度在23~28 ℃。
1.2.3檢測指標(biāo)
1.2.3.1蚯蚓的適應(yīng)性試驗參照成鋼等試驗方法[7],每天倒出花盆中的基料,觀察并紀(jì)錄每組花盆中蚯蚓的逃逸數(shù)、死亡數(shù)和日蚓糞質(zhì)量。
1.2.3.2蚯蚓生長情況的檢測參照成鋼等試驗方法[8],飼養(yǎng)2周,蚯蚓無逃逸、無死亡,度過適應(yīng)期后開始進(jìn)行正式試驗。每2 d觀察盆中蚯蚓的產(chǎn)卵情況,待成蚓產(chǎn)出蚓繭后,收集蚓繭,從蚓繭孵出小蚯蚓開始,在4、8、12周齡分別從每組中隨機(jī)選取60條蚯蚓,并對每條蚯蚓的質(zhì)量、體長進(jìn)行測量記錄,對蚯蚓產(chǎn)卵間隔時間、數(shù)量、蚓繭孵化時間及不同比例糞便中各組的蚓繭孵化率進(jìn)行計算、分析和比較。
1.2.3.3經(jīng)蚯蚓處理后豬牛糞理化指標(biāo)的測定在飼養(yǎng)蚯蚓0、28、56、84 d時,對各試驗組中的豬牛糞取樣進(jìn)行理化指標(biāo)檢測,對比糞便基料在蚯蚓處理后的變化,包括pH值及全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量的測定。檢測方法參考土壤農(nóng)化分析[9],具體方法如下:(1)pH值測定。取(1±0.018) g樣品,按照1 ∶10的比例進(jìn)行稀釋,之后在25 ℃水浴搖床120 r/min振蕩1 h后離心,采用 pHS-25 型酸度計測定pH值。(2)全碳含量測定。重鉻酸鉀容量法-外加熱法。(3)全氮含量測定。半微量凱氏定氮法。(4)全磷含量測定。鉬黃比色法。
1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
運(yùn)用Excel 2017進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。試驗中蚯蚓體質(zhì)量、體長等指標(biāo)均采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。
2結(jié)果與分析
2.1豬糞中添加不同比例牛糞對蚯蚓適應(yīng)性的影響
由表1可知,在豬糞中添加不同比例的牛糞對蚯蚓活動及適應(yīng)性情況影響較大,適應(yīng)性主要包括蚯蚓的逃逸數(shù)、死亡數(shù)和排糞量等。適應(yīng)期1周內(nèi),日逃逸數(shù)從高到低依次為E、A、B、C、D、F組,日死亡數(shù)從高到低依次為E、A、B、D、C、F組;其中,A、E組極顯著高于其他各組(P<0.01);C、D、F組日逃逸數(shù)和日死亡數(shù)顯著少,低于其他組,且與A、E組差異極顯著(P<0.01),與B組差異不顯著(P>0.05)。日蚓糞質(zhì)量從高到低依次為C、F、B、D、A、E組;其中,C組顯著高于其他各組(P<0.05),B、D、F組,A、E組間差異不顯著(P>0.05)。綜上,排糞多并且死亡數(shù)和逃逸數(shù)少則表示蚯蚓對基料的適應(yīng)性較強(qiáng),結(jié)果表明太平三號蚯蚓對豬糞、牛糞配比適應(yīng)性從好到差的順序依次為C、F、B、D、A、E組,即4 ∶6、全牛糞、6 ∶4、2 ∶8、8 ∶2、全豬糞。
2.2在豬糞中添加不同比例牛糞對蚯蚓生長的影響
由表2可知,豬糞對蚯蚓的增質(zhì)量效果高于牛糞,而且用豬糞養(yǎng)殖的蚯蚓生長速度快,活動能力強(qiáng),個體較重。在豬糞中添加牛糞的幾組試驗中,不同比例的豬糞與牛糞對蚯蚓的生長有一定的影響,當(dāng)豬糞、牛糞比例為8 ∶2、6 ∶4、4 ∶6時,蚯蚓的長度和質(zhì)量都大于全豬糞養(yǎng)殖的蚯蚓,而豬糞、牛糞比例為2 ∶8組和全牛糞組蚯蚓的長度和質(zhì)量均小于全豬糞組,其中比例為4 ∶6組蚯蚓的生長速度最快,體質(zhì)量增加最多,效果最好。
2.3在豬糞中添加不同比例牛糞對蚯蚓繁殖的影響
由表3可知,全豬糞養(yǎng)殖的蚯蚓產(chǎn)卵間隔長,孵化率較低,而蚯蚓在牛糞中繁殖效果遠(yuǎn)好于豬糞。在豬糞中添加不同比例的牛糞提高了蚯蚓的孵化率,當(dāng)豬糞中添加不同比例的牛糞時,孵化率與豬糞養(yǎng)殖蚯蚓相比都有所提高。其中,豬糞 ∶牛糞為4 ∶6時產(chǎn)卵間隔最短,孵化率最高,但與蚯蚓在牛糞中的繁殖效果仍有差距。
2.4經(jīng)蚯蚓處理后豬牛糞理化指標(biāo)的變化
2.4.1經(jīng)蚯蚓處理后豬牛糞pH值的變化由表4可知,隨著蚯蚓處理糞便的時間延長,全豬糞處理pH值在不斷升高,84 d時pH值達(dá)到9.11;全牛糞處理pH值則使先升高后降低,84 d后pH值為8.21;就pH值升高量,全豬糞處理顯著高于全牛糞處理。在豬糞中添加不同比例牛糞,隨著蚯蚓處理時間的延長,各組的pH值均低于全豬糞處理,并與全牛糞處理相近。其中,在處理糞便84 d后,豬糞 ∶牛糞為6 ∶4時,pH值甚至低于全牛糞組。
2.4.2經(jīng)蚯蚓處理后豬牛糞全碳含量的變化由表5可知,隨著蚯蚓處理時間的延長,各組基料中的全碳含量一直減少,并且在前28 d下降幅度較大,28 d后下降緩慢。豬牛糞各配比處理的全碳含量下降程度均大于全豬糞養(yǎng)殖蚯蚓。
2.4.3經(jīng)蚯蚓處理后豬牛糞全氮含量的變化由表6可知,全豬糞中的全氮含量大于全牛糞中的全氮含量,除了D組外,隨著處理時間的延長,各配比基料中全氮含量均先降低后升高,28 d達(dá)到最低值。56 d后,各組全氮含量高于各組飼養(yǎng)0 d時的全氮含量,且在豬糞中添加不同比例牛糞后,飼養(yǎng)84 d后的基料中的全氮含量與全豬糞相比顯著降低。豬糞與牛糞比例為4 ∶6時全氮含量較全豬糞組明顯下降。
2.4.4經(jīng)蚯蚓處理后豬牛糞全磷含量的變化由表7可知,蚯蚓處理的時間越長,全磷含量越高,并且全豬糞飼養(yǎng)蚯蚓中的全磷含量顯著高于全牛糞飼養(yǎng)蚯蚓的全磷含量。在豬糞中添加不同比例的牛糞,各組全磷含量均高于全牛糞處理,但低于全豬糞處理。
3討論
目前,在生產(chǎn)中利用牛糞養(yǎng)殖蚯蚓的居多,而其他的畜禽糞便養(yǎng)殖蚯蚓基本上還處于試驗階段,生產(chǎn)中也只是進(jìn)行小規(guī)模的養(yǎng)殖,并未徹底應(yīng)用于生產(chǎn)實際。在吳魏兵的研究中發(fā)現(xiàn),豬糞養(yǎng)殖的蚯蚓較其他糞便基料相比,生長速度快、個體較大、活動力強(qiáng)[10]。為更好地利用禽畜糞便資源,加快和拓寬牛糞、豬糞無害化處理與資源化利用的進(jìn)程和渠道,本試驗將牛糞和豬糞合理配比并對其養(yǎng)殖蚯蚓的可行性進(jìn)行探索。結(jié)果表明,不同比例的豬牛糞養(yǎng)殖蚯蚓對蚯蚓的適應(yīng)性、生長繁殖有一定的影響。其中,豬糞和牛糞比例為4 ∶6時,蚯蚓的適應(yīng)能力強(qiáng),生長速度快,繁殖能力強(qiáng)。本研究對各配比基料在養(yǎng)殖蚯蚓過程進(jìn)行理化性質(zhì)測定,蚯蚓適合繁殖的pH值范圍為8~9,這與前人研究[11]相一致。豬糞 ∶牛糞為4 ∶6時,蚯蚓生長繁殖與其他配比相比效果最好,原因可能是在此配比中pH值在28 d前維持在8附近,符合蚯蚓生長繁殖的環(huán)境要求,28 d后pH值與其他組相比下降較多,與蚯蚓喜愛的中性或酸性環(huán)境最為接近。pH值是影響蚯蚓養(yǎng)殖效果的一個重要指標(biāo),蚯蚓的生長及物料的處理均受pH值影響。蚯蚓能夠處理糞便的一個重要原因是使物料減量化,包括對碳的消耗。在豬糞中添加牛糞,經(jīng)84 d處理后,豬糞 ∶牛糞為4 ∶6時全碳含量下降幅度最大,說明此配比下蚯蚓能很好地將糞便轉(zhuǎn)化為自身營養(yǎng),加快糞便利用。全氮含量關(guān)系到經(jīng)蚯蚓處理后糞便基料的肥效,經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn),84 d處理后,在豬糞中添加牛糞組的全氮含量降低,這可能與豬糞、牛糞中的營養(yǎng)物質(zhì)成分有關(guān)。磷是肥料中必定添加的營養(yǎng)元素,添加牛糞后,全磷含量均大于全牛糞養(yǎng)殖蚯蚓,但小于全豬糞養(yǎng)殖蚯蚓的量。牛糞、豬糞是目前我國畜牧業(yè)生產(chǎn)中造成環(huán)境污染范圍最大、最為嚴(yán)重的污染物。如果可以利用各種畜禽糞便的理化性質(zhì)及各自的特點,對各種糞便進(jìn)行合理的調(diào)整及配比,進(jìn)行大田蚯蚓生態(tài)養(yǎng)殖,對改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、創(chuàng)建生態(tài)農(nóng)業(yè)及循環(huán)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展具有地區(qū)特色的循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有極大的示范和推動作用。
4結(jié)論
在豬糞中添加不同比例牛糞可增強(qiáng)蚯蚓的適應(yīng)性、生長發(fā)育和繁殖,且豬糞與牛糞配比為4 ∶6時養(yǎng)殖蚯蚓的效果最佳。
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