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▼粪水中含有丰富营养

我们选择了一个养猪场，对粪水中所含营养进行了检测。该猪场年出栏12000头左右，每年排放粪水25000立方米(每天60—70吨)。粪水组成不仅有猪尿，还包括不可避免的冲洗猪舍粪便用水和自动饮用水系统的溢出，新鲜猪粪就浸泡在这样的粪水中，许多营养就在这个过程中溶解到了粪水中。通过简单的离心技术将粪水分离并进行检测，结果显示：这个养殖场的粪水中干物质含量在5%左右，即一年的粪水中约含1250吨干物质。该养猪场每年以粪便形式出现的湿粪大约1000 立方米，其中干物质400—500吨，有农民愿意用这些湿粪作肥料。两个数据清楚地说明，猪的排泄物中的干物质，绝大部分在粪水中，而不在湿粪中。从这些干物质的品质来说，粪水中的干物质绝大多数是溶解于水的。它们是在动物消化系统和消化系统中的微生物合作分解饲料的过程中产出的代谢物，很容易被其他微生物和植物利用，因此，其营养利用效率非常高。

▼粪水本身就含有许多微生物

粪便来自动物的消化系统，它们本身就含有非常丰富的微生物，其中也包含对人类有害的致病菌，因此，直接用粪水浇地是不可取的。但是，粪水中还有许多对土壤、植物和人类有益的微生物，它们不仅曾经帮助动物将饲料转化为动物能够吸收的营养，也帮助动物抵御有害的微生物，是动物健康生长不可缺少的。从生态系统的角度来判断，这些微生物中绝大部分对于植物生长是有益的，如果它们绝大多数是有害的，自然界就不可能让这些动物和他们需要的植物食品长期和谐共存。因此，动物粪便带来的微生物是重要的资源。在设计粪水转化工艺时，我们采取了严格的无害化处理，防止有害微生物影响粪水转化产品品质。同时，保留了粪水中绝大多数有益微生物，将其作为资源。

▼粪水转化的核心困难

为什么长期以来没有人把粪水看作资源?根本原因是不知道如何利用它。换句话说，把粪水转化为一种有益的产品是非常困难的。其核心困难在于：很难找到合适的微生物对粪水进行转化。对粪水中已经存在的大量微生物，如何去除有害微生物，筛选、保留有益微生物，并且让它们来利用粪水中的营养物质进行繁育和扩大，面对这么复杂的培养基如何设计发酵工艺?

面对这些难题，我们过去几年耗费了大量的精力和资金，经历了数不清的发酵失败。目前，本文作者及其团队培育出了稳定的菌种，形成了稳定的工艺，能够生产出大批稳定、高效的产品，并在农业和土壤实验中获得了稳定的效果。但是，这些成功只是证明了：把如此复杂的粪水转化为一种高效、稳定的微生物产品是可行的。在这条艰难的征途上，只是刚刚迈出了第一步。

将粪水转化为微生物菌剂和肥料的经济可行性

▼粪水原料的价格

我们在研究启动大规模修复土壤微生物系统的方法时，考虑过利用秸秆和养殖业粪便生产大量的固体有机肥。但是，这条途径存在着两个难以解决的困难：

(1)需要大量秸秆和粪便时，它们的价格立即飙升;

(2)收集秸秆需要花费大量的劳动力和运力，直接提高了固体有机肥的成本。

因此，如果依靠固体有机肥大规模修复土壤和发展微生物农业，就需要巨大的资金量，这是难以实施的。这种方法可以用在少数高档经济作物的农田里，不适合在粮食作物的农田里大规模使用。如果不能解决种粮大田的土壤修复，我们的方案的意义就变得非常小。要治理和修复大规模的农田，首先无法找到这么多固体有机肥，其次也无法把这些固体有机肥的成本降低到可以接受的程度。

而粪水的情况完全不同，粪水对于养殖业来说是一种难以治理的污染，是养殖场里令人头痛的灾难，因此以粪水作为推动微生物农业的基本原料，其价格可以长期保持在较低水平。

原标题：【科学技术】粪水转化和土壤修复

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