发酵床养猪技术除臭机理研究

发酵床养猪，即猪在垫料上生长，粪尿免清理，猪舍无臭味。该技术将养猪生产与粪污处理两环节结合，是养猪技术的"一次革命"，与我国目前常用的水泥地面养猪技术不同。发酵床养猪技术机理不清，制约了其应用。本项目以同种可饲用、也可垫料用的纳豆芽孢杆菌应用为主线，研究氨气、硫化氢、粪臭素三种臭味物质的消除机理。研究不同肠段食糜及粪样中三种臭味物质的前体物、中间产物和末端产物在体内代谢和体外厌氧发酵过程中的含量变化、参与反应的主要菌、关键酶活、血清理化指标、肝脏p450基因表达，探讨该三种物质在养殖生产阶段的代谢路径及消除机理。研究垫料中该三种臭味物质在转化过程中的主要参与菌、关键酶活及中间产物和末端产物含量的变化规律，探讨其在垫料中的消除机理。研究纳豆芽孢杆菌及其分泌的过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、纤维素酶与该三种臭味物质的相互作用及其互作机制，结合养猪生产和垫料消纳粪污试验数据，阐明整个技术的除臭机理。

随着养殖业的发展，人们日益关注养殖业所带来的畜禽粪尿污染问题。发酵床养猪为猪在垫料上生长，粪尿免清理，猪舍无臭味的一种饲养技术。该技术将养猪生产与粪污处理两环节结合，是养殖技术的“一次革命”，与我国目前常见的水泥地面养猪技术不同。发酵床养猪技术除臭机理不清，制约了其进一步的推广。本项目以同种可饲用、也可垫料用的纳豆芽孢杆菌应用为主线，研究氨气、硫化氢、粪臭素三种臭味物质在养殖生产阶段、垫料除臭阶段以及整个饲养过程中的消除机理。试验结果显示纳豆芽孢杆菌在整个发酵床除臭过程中发挥了重要作用。在生猪体内纳豆芽孢杆菌通过调节肠道菌群或包括P450、P2A6、P2E1在内的相关酶，减少氨、硫化氢及粪臭素的含量，纳豆芽孢杆菌与乳酸菌在生猪体内降解粪臭素可能存在协同作用。纳豆芽孢杆菌在生猪体内厌氧发酵除臭过程中，肠道菌群的改变可能打断或消弱了粪臭素、氨、硫化氢的合成或促进了臭味物质在体内的降解。纳豆芽孢杆菌在垫料中除臭为有氧发酵除臭过程，其在垫料中可能通过真菌或真菌与细菌或真菌、细菌分泌的相关酶减少氨、硫化氢、粪臭素的含量。垫料中的真菌或细菌受垫料温度、水分含量、孔隙率以及消毒剂等因素影响，从而影响着臭味物质的生成与降解。纳豆芽孢杆菌可能通过消耗氧气导致肠道菌群的改变，通过垫料产热导致垫料菌群的改变。由于发酵床菌种为纳豆芽孢杆菌，因此发酵床饲养生猪时饲料中可以不必再添加纳豆芽孢杆菌。如果饲料中添加纳豆芽孢杆菌，则会减少猪粪的臭味，提高发酵床消纳粪污的能力以及猪粪堆肥发酵的能力。发酵床养殖技术除臭的关键在于维护猪粪和垫料中除臭菌群的优势地位。