自然养猪法垫料原料的选择技术 山东省畜牧总站 曲绪仙 周开锋 第一节 垫料原料的选择 　　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： （一） 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。 （二） 具备一定的微生物营养源 　　微生物的生存和繁殖是需要有一定的营养源的，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。 （三） 适宜的酸碱度 　　垫料发酵微生物多是需要中－微碱性环境，pH 7.5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值会有所降低。正常的发酵垫料一般不需调节pH值，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致其适宜发酵微生物的生长。 （四） 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活动和繁殖，利于粪尿的分解。若垫料通气差，使得嫌气性微生物活动加强，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)。 （五） 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，影响着发酵效率的高低。也影响着空气成分和垫料及舍内的温度。一般情况下，发酵垫料的持水量的55%～70%。含水率过高或过低时均不利于发酵处理。当水分含量大于85%以上，由于垫料毛细结构被破坏，从而影响发酵效率。 　　（六）厚度 　　参与发酵的微生物，通常在30℃以上的环境温度下，增殖变旺盛。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80~100cm，不得低于50cm。如果垫料太薄则发酵产生的热量迅速散失，发酵垫料温度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，可以通过改善物质的性质（如垫料原料的选择、添加辅助材料(如锯屑、稻壳等)的方法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来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；玉米秆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）作为垫料添加计加入。由于养猪过程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，碳氮比越靠近25：1，其垫料使用年限越短。 　　实际生产中，最常用的是“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60%左右，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。 　　两外，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和减少猪粪尿的排放，达到调整垫料微生物的活力，以调整垫料发酵温度等目的。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 大豆秸秆（鲜） 29.33 59 70.35 12.59 花生秸秆（鲜） 23.85 69 38.70 13.20 油菜秸杆（鲜） 55.04 104 135.18 14.38 高粱秸杆（鲜） 46.72 18 118.07 10.80 红薯藤（鲜） 14.19 15 26.82 7.77 烟草秆（鲜） 31.22 26 54.40 14.01 辣椒秆（鲜） 13.86 2 17.29 10.43 番茄秆（鲜） 16.92 6 26.15 13.94 西瓜藤（鲜） 20.00 3 34.5 12.00 豌豆秆（鲜） 20.72 5 34.48 11.78 豌豆（鲜） 15.21 20 31.50 8.50 紫花苜蓿（鲜） 13.98 12 18.55 8.94 油菜（鲜） 17.90 4 23.85 14.35 水葫芦（鲜） 13.35 55 25.06 5.85 蚕豆（鲜） 19.53 65 36.87 8.45 绿豆（鲜） 19.28 27 31.94 7.84 豆饼（鲜） 3.07 31 4.30 2.50 菜籽饼（鲜） 6.62 90 9.96 2.80 花生饼（鲜） 4.69 50 7.30 2.60 芝麻饼（鲜） 3.69 26 5.80 2.10 棉籽饼（鲜） 6.25 35 9.90 2.80 玉米酒糟（鲜） 21.34 5 23.93 19.99 味精渣（鲜） 3.70 1 - - 食用菌渣（鲜） 34.73 9 77.51 11.03 酒渣（鲜） 12.80 48 25.50 5.60 猪粪（鲜） 20.99 283 55.22 0.37第二节 发酵垫料的制作 　　垫料制作的过程其实是物料发酵的过程，其目的一方面在垫料里增殖相当数量的有益的优势菌群，为猪只入舍做好准备；另一方面通过发酵过程产生的热量杀死有害菌。 　　一、材料用量的计算 　　好的发酵床就是能结合养猪生产的需要，科学调整各垫料原料的种类和数量，达到发酵菌种最适宜生长繁殖状态的培养基。所以必须根据垫料的基本要求，同时结合各种材料的物理特性以及用于猪只情况来计算垫料材料用量。不同的材料、不同季节所占的比例是不一样的。表4-2简要列出了针对育肥猪生产的垫料用量大致比例，其他类型的猪也可以参照使用。 表4-2 垫料原料组成 原 料 透气性原料 吸水性原料 营养辅料 菌种 辅助调节剂 垫料用量 40%-50% 30%-50% 0-20% （视原料而不同） 视菌种成品 类型而不同 结合垫料 要求添加 比例 冬季 60-70cm厚 30-50cm厚 30-50kg/ m3 0.1-1kg/ m3 0-3% 夏季 40-60 cm厚 20-30cm厚 20-30kg/ m3 0.1-1kg/ m3 0-3% 　　举例：200 m3垫料的自作菌种案例：“透气性原料”选择玉米秸杆130-150 m3，“吸水性原料”选择锯末70-80 m3和树叶0-2m3；“营养辅料”选择蔬菜营养液体、鱼类营养液体及乳酸菌营养液等按照1：300稀释500-1000kg使用；“菌种”为自作菌种200kg；“辅助调节剂”使用深层土（20cm耕作层以下土层）6 m3，畜牧用盐60千克。 　　另外，需预留10%左右的垫料原料用作进猪前表层垫料的铺设，要求其洁净、质好、无霉变。 　　二、营养辅料与菌种的分级稀释 　　一般成品菌种由于用量相对少，为使菌种能均匀分布于垫料中，扩大繁殖以迅速提升有益微生物菌群数量，一般菌种与流散性较好的营养辅料（也是稀释剂）一起进行分级稀释，达到扩大容量和与营养源充分接触的目的。先用少量的营养辅料小比例与菌种混合均匀，在加入较大剂量的营养辅料，逐级扩大营养辅料的比例，逐渐稀释至预定用量。 液体营养辅料一般采用与水稀释后直接按要求喷洒到垫料中。 三、垫料的制作模式 　　发酵垫料的制作主要分为分层垫料制作和匀垫料制作模式两种模式。 （一）分层垫料制作模式 　　1、材料的准备 　　制作发酵床离不开以下几种原料：垫料原料（如玉米等植物类秸杆、锯末、树叶等）、菌种及其辅料（如深层泥土、蔬菜营养液体、乳酸菌营养液、鱼类营养液体、畜牧用盐等）。注意玉米秸秆最好切成20～30cm，坚决不能使用防腐处理过的板材生产的锯末，泥土采用离地面20cm以下的未受污染的深层土。 　　2、垫料的铺设 　　就是将不同垫料按照先后顺序铺设，每一层均匀洒一定量的菌种、深层土、少量粗盐等，通过猪只翻拱，不断混合垫料。该模式操作简单，所需劳力少，但易出现发酵效率不稳定、菌种需求量大等现象。此模式的垫料由下部（约3/5垫料池深度）蓬松层（一般是粗木段、整株玉米秸秆等）和上部（2/5垫料池深度）发酵层（一般是锯末、花生壳等）组成。 　 3、分层垫料的制作实例 　　以发酵土著菌为例，见图4-1： 1、 向猪舍坑中填玉米秸，边填边踩实，约70cm。在上面撒一层深层土，大约2cm厚，再撒入一层畜牧用盐，0.3斤/m2；再在上面铺树叶，约1cm厚。 2、 将长满菌丝的表面麸皮撒入猪舍坑中树叶层上，0.5千克/ m2，再撒入一层土和畜牧用盐，0.3斤/m2，并将天惠绿汁和乳酸菌液以1：300的比例稀释，均匀的泼入树叶层上。 3、 开始向圈中填锯末。 4、 在添至95-98cm时，再次撒入固体菌种0.5kg/m2，然后按照1：300的比例稀释泼进营养液和盐水。 5、 加锯末或稻壳混合垫料至完成。 需要说明的是： 1、 玉米秸踩的越实越好。 2、 如果树叶缺乏，我们可以简化掉树叶层，实践证明效果依然不错。 3、 固体菌种最好打碎，可以与少量锯末拌匀均匀的撒入圈中。 4、 同样土与粗盐也可以拌在一起撒入圈中，达到均匀的效果。 （二）均匀垫料制作模式 　　即是将各种垫料、菌种和敷料按比例投入，混合均匀。该模式菌种用量少，发酵效率均匀，但由于需要全面翻动，花费劳力大。 　　混合垫料制作模式又包括垫料池直接制作法和集中统一制作法。 　　1、直接制作法 　　指将制作垫料的各种原材料按比例直接导入垫料坑中，用器械混合均匀即可，这在中小规模专业场户比较适宜。 　　2、集中统一制作法 　　是在舍外场由混合器械统一搅拌、发酵制作垫料再填入垫料池，该法可用较大的机械操作，灵活且效率较高，适用于规模较大的猪场，新制作垫料通常采用此法。 　　3、某成品菌种铺设垫料案例：其使用比例见表4-3。 表4-3 某成品菌种发酵床制作原料组成 原料选择 透气性原料 吸水性原料 营养辅料 菌种 辅助调节剂 谷壳 锯末 米糠 某成品菌种 无 比例 冬季 40％ 40％ 3.0kg／m3 200～300g/m3 —— 夏季 50％ 30％ 2.0kg／m3 200～300g/m3 —— 　 　　无论采用何种模式或填料方法，只要能达到充分搅拌，使其能够充分发酵即可。其中水分多少是关键，一般50%～65%比较合适，现场实践是用手抓垫料来判断，即物料用手捏紧后松开，感觉蓬松且迎风有水气说明水分掌握较为适宜。 四、新垫料的酵熟技术 　　填入垫料池中的混合垫料，需要经过发酵成熟处理（即酵熟）后方可放入猪只进行饲养。酵熟技术处理的目的：一是增殖优势菌种，二是杀死大部分垫料原料中不利于养猪生产的微生物（包括绝大多数病原微生物和霉菌）。 　　（一）平铺酵熟法 　　此法适合分层发酵垫料的酵熟，将分层制作好的垫料，上层均匀混合好后，适当按压整平，上面覆盖一层地膜或麻袋等覆盖物，一般夏季5~7天，冬天10~15天，有发酵香味和蒸汽散出即为发酵成熟。去掉地膜，24h后即可进猪。 　　如果为整批猪只全出后，垫料的再次酵熟，首先2~3天不处理，让蒸腾掉多余的水分。然后深翻垫料，尽量将上层垫料翻至中层；最后再按照上述方法覆盖地膜发酵至成熟。 　　特别注意的是使用此酵熟方法的分层发酵垫料不能太薄，要求上部发酵层垫料不得低于25cm，否则由于发酵层太薄，发酵温度难以达到杀灭病原菌、虫卵及增殖有益菌之目的。 　　（二）堆积酵熟法 　　此法适合均匀制作的发酵垫料。规模化自然猪场常使用此法，以便于机械操作和集中管理。将同菌种混合好的垫料原料，堆积成梯形结构，然后稍微按压垫料的梯形表面，冬季应覆盖透气性好的材料，如麻袋等，使其升温并达到保温效果。垫料的酵熟温度一般遵循垫料酵熟过程温度曲线（见图4-2）。 　　 　　图4-2 垫料的酵熟过程温度曲线 　　正常酵熟过程一般在发酵第2天，其垫料温度即可应上升到40℃~50℃，4~7天垫料最高温度可达70℃以上，以后逐渐降温到45℃左右的平衡温度，此时即表明垫料发酵成熟，一般夏天需10天左右，冬天15天左右。夏季制作的垫料由于不添加猪粪等额外营养源物质，故垫料本身的少量营养在发酵中很快消耗，冬季制作的垫料加入了猪粪等丰富的营养源物质，发酵时间加长，温度曲线衰减的慢。 　　酵熟过程（见图4-3）两个关键检查时期为发酵的第2天和发酵平衡温度时间（夏天在第10天左右，冬天在第15天左右）检查垫料温度是否达到是否符合垫料酵熟过程温度曲线，否则应尽快查明原因。发酵成熟的垫料，握一把在手中散开，其气味清爽，无恶臭、无霉变气味，如有恶臭等异味，说明发酵不成熟，尚需进一步发酵。 　　 　　发酵成熟的垫料，由内往外翻耙平整垫料，再在垫料表面铺设10cm左右的未经发酵过的垫料原料，经过24小时后即可进猪。 　　当然，垫料的发酵成熟开始时需要满足启动要求，特别是温度的要求非常重要。由于夏天温度高，均能满足启动温度要求。北方的冬季温度低，可通过用火炉取暖及温室提温等措施，提高发酵环境温度。 　　 第三节 垫料的使用期限 　　从碳元素、氮元素转化成微生物机体组织，以及形成的有机肥最适宜的碳氮比20~30：1的关系，选择碳氮比25：1为垫料最终的碳氮比。据此，笔者提出垫料理想使用期的概念，即指垫料原料中多余的碳素和氮素均转化为微生物蛋白，且能保证生产过程不影响微生物的生长和繁殖，达到最终碳氮比25：1情况下的使用期限，仅供读者参考。 一、理想生产模型 假设全期所有垫料原料，其总碳含量为MC原料，总氮含量为QN原料；也假设每天产生的猪粪尿恒定，提供碳量和氮量分别为C粪尿和N粪尿；多余的碳素和氮素均转化为微生物蛋白，最终碳氮比达到25：1。则垫料的理想使用期限（用D表示）公式模型如下： （MC原料+ D*C粪尿）/（QN原料+D*N粪尿）=25 即：D=（25 QN原料- MC原料）/ （C粪尿-25 N粪尿） 设定碳氮比用CN表示，因为，MC原料=CN垫料*QN原料 也即：D=[（25- CN垫料）QN原料]/[（CN粪尿-25）N粪尿] 所以，垫料理想使用天数=[（25-垫料碳氮比）*垫料总氮量]/[（粪尿碳氮比-25）日产粪尿含氮量] 即：垫料理想使用天数=[（25-垫料碳氮比）*垫料总量*垫料含氮率]/[（粪尿碳氮比-25）（日产粪量*粪含氮率+日产尿量*尿含氮率] 二、理想生产模型举例 例如：假设育肥猪均匀生产，1头育肥猪每天固定产猪粪3kg、尿4kg，其中猪粪C：N=7：1，含氮0.56%；尿有机质含量2.5%，含氮0.12%，有机质的含碳量平均为58％；那么总共提供1吨碳氮比230：1、含氮量0.26%的某垫料配方组合给这头育肥猪的情况下，不考虑其他因素，其理想饲养期限计算如下： 解：CN垫料=230， QN原料=1000*0.26%=2.6， CN粪尿=（7*3*0.56%+4*2.5%*58%）/（3*0.56%+4*0.12%）=8.13 =（11.76+5.8）/（1.68+0.48）=17.56/2.16 N粪尿=3*0.56%+4*0.12%=2.16% D=（25-230）*2.6/[（8.13-25）*2.16%]=533/0.36=1481（天）≈4.06年 　　所以，1吨上述垫料，经微生物发酵垫料饲养育肥猪，达到理想制作有机肥的效果，其饲养期约4.06年。由于生猪生产是动态变化的过程，粪尿并不是均衡生产，而且生产中垫料发酵效率受管理、天气状况、微生物菌种活力等多种因素影响，部分营养物质也在使用过程中转化或挥发，故垫料的实际使用年限要小于公式计算的理想使用天数。根据实际使用情况看，一般“锯末+稻壳”、“锯末+玉米秸秆”作为垫料原料组合，其使用年限在1.5~3年。满足垫料制作透气性、吸水性等基本条件的配方垫料，原则上碳氮比越高，其使用的年限也越长。 　　垫料的使用年限与原料种类、猪的饲养密度等因素有很大的关系，在猪的饲养过程中，需要不断的加入垫料，对于垫料的实际使用年限，请广大读者在具体使用过程中不断摸索。