板栗廢棄物和畜禽糞便發(fā)酵生產(chǎn)生物有機肥技術研究

王鳳春 劉向東 劉軍

摘要 設計板栗廢棄物與畜禽糞便不同配比處理，同時研究生物腐植酸發(fā)酵劑、調理劑的用量，制肥過程發(fā)酵溫度、水分、時間控制技術以及有益菌劑加入方法及菌量。通過確定最佳配方比例，制作板栗專用生物有機肥，形成閉合的生態(tài)循環(huán)，實現(xiàn)板栗生產(chǎn)廢棄物和畜禽養(yǎng)殖排泄物的科學合理的循環(huán)利用，改善生產(chǎn)生態(tài)環(huán)境，變廢為寶，開辟肥源，促進板栗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞 板栗廢棄物；畜禽糞便；生物有機肥；發(fā)酵

中圖分類號 S147 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）11-0191-03

Abstract Different ratio treatments of chestnut waste and livestock manure were designed to study the doses of biological humus acid leavening and conditioner；the control technique of fermentation temperature，moisture，time in the fertilizer production process；the adding ways and doses of beneficial bacteria. The optimum formula ratio was determined in order to produce the chestnut biological organic fertilizer and form a closed ecological circulation，achieve the scientific reasonable recycling of wastes of chestnut production and livestock manure，improve the productive ecological environment，transform trash into useful materials，and promote the sustainable development of chestnut industry.

Key words chestnut waste；livestock manure；biological organic fertilizer；fermentation

遷西縣板栗栽培歷史悠久，目前板栗面積達4.27萬 hm2，由于立地條件為丘陵山地，水土保持能力差，造成板栗產(chǎn)量質量不高、效益差。經(jīng)初步測定，板栗園產(chǎn)生板栗廢棄物（栗樹葉、栗蓬、板栗枝條）高達4 995 kg/hm2，年產(chǎn)廢棄物達24萬t。自然狀態(tài)下，30年板栗園產(chǎn)生的板栗廢棄物中，栗樹葉含量約占75.6%、栗蓬約占20.9%、板栗枝條約占3.5%；經(jīng)測定，栗樹葉中含N、P、K、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn、B等營養(yǎng)元素，是很好的養(yǎng)分資源，且資源豐富，可再生循環(huán)利用[1-3]。利用生物腐植酸發(fā)酵技術，研究栗樹葉與畜禽排泄物的配比，生物腐植酸發(fā)酵劑和調理劑的用量，制肥過程發(fā)酵溫度、水分、時間的控制技術，有益菌劑加入方法及菌量技術，研制出板栗專用生物有機肥，形了閉合的生態(tài)循環(huán)，可以實現(xiàn)板栗生產(chǎn)廢棄物和畜禽養(yǎng)殖排泄物的科學合理循環(huán)利用，改善生產(chǎn)生態(tài)環(huán)境，變廢為寶，開辟肥源，促進板栗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[4-7]。

1 材料與方法

1.1 發(fā)酵原料

自然狀態(tài)下收集的板栗廢棄物（栗樹葉占75%、栗蓬占21%、板栗枝條占4%），采自遷西縣新立莊板栗產(chǎn)區(qū)；畜禽排泄物（牛糞與雞糞的混合物，比例為1∶5），原料來自遷西縣三屯營鎮(zhèn)戲樓村頤園家禽養(yǎng)殖有限公司；生物腐植酸（BFA），購自福建省詔安縣綠洲生化有限公司；草炭土（栗蘑菌糠）來自附近栗蘑種植戶；調理劑（尿素）購于遷西縣市場。

1.2 試驗設計

以板栗葉作為生產(chǎn)有機肥的主要原料，適當加入畜禽排泄物、生物腐植酸發(fā)酵劑BFA、調理劑、草炭土等，設計4個不同比例配方處理，經(jīng)翻拋機翻拋4次，充分混合，堆高1.0～1.1 m、長寬不限，在廠房間進行發(fā)酵，進行3次重復（表1）。研究腐熟度與時間關系，以最大限度應用栗葉，選擇出最佳配比處理[8-9]；找出最佳配比方案，使栗葉蓬腐爛腐熟后添加有益菌，精制成板栗專用生物有機肥，并施于板栗園，實現(xiàn)生態(tài)循環(huán)，達到板栗增產(chǎn)，提高質量，同時達到培肥土壤和修復土壤的目的[10]。

1.3 試驗過程

1.3.1 有機肥發(fā)酵試驗時間的制定。根據(jù)氣象預報，考慮氣溫對發(fā)酵的影響，于5月24日進行制肥，按照每個處理的配比排列，稱重試驗材料，機械混均，堆漚發(fā)酵。根據(jù)發(fā)酵結果，選擇最佳配方。

1.3.2 研究試驗發(fā)酵的溫度變化。發(fā)酵劑技術為引進的專利技術，升溫發(fā)酵期不翻堆，避免碳元素損失。制肥第2天開始記錄溫度變化情況，每天于7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00測定基質溫度。

1.3.3 容重測定。將各個處理進行取樣，按照多點取樣方法進行。將取樣進行記錄，標簽標注，帶回化驗室進行陰干。再將各個干燥后的樣品用平石板磨細，過18目標準分樣篩篩分，磨到不能再磨的程度為止。每個處理測定3次容重，取平均值。

1.3.4 有機質測定。對制備的樣品采用四分法取樣，對所取的小樣再用玻璃器皿進行細研磨，采用重絡酸鉀容量法測定。

1.3.5 板栗專用生物有機肥送檢。將配方肥料送到有資質的檢測檢驗部門，對樣品的有機質、pH值、水分、重金屬、蟲卵、大腸桿菌、氮、鱗、鉀、鎂、銅、鐵、鋅、錳、硼進行測定，為科學施肥提供依據(jù)。

2 結果與分析

2.1 溫度

表2為制肥第2天開始記錄的溫度變化情況。溫度均表現(xiàn)逐步增溫的過程，即有機物質腐熟的過程。前3 d增溫階段，為好氧期；第4～8天為悶堆階段，為厭氧期，通過高溫悶堆殺死病菌、蟲卵、草籽等。制肥第4天不同時刻，各處理的基質溫度不同。堆溫增高，說明氣溫直結影響發(fā)酵結果。隨著日氣溫的增高，15：00—17：00隨著氣溫逐步下降，堆溫表現(xiàn)出隨之降溫，堆溫吸收的溫度保持在堆內。

由表2可知，2017年5月25—27日為增溫快速期，為好氧期。5月28—30日為增溫平緩期，為厭氧期。一般溫度高值期出現(xiàn)在第7天。

由表3可知，第4天發(fā)酵堆溫度大體上是隨著溫度的增高而增高，13：00—15：00達到一天堆溫的最高值。

2.2 發(fā)酵結果

2017年6月4日觀察，3次重復的12個處理均發(fā)酵，各個處理堆溫處在66～70 ℃范圍內，菌絲布滿料體。對各個處理堆體進行內表探測，觀察發(fā)酵是否完全，經(jīng)過檢查全部發(fā)酵。進行1次翻堆，將堆表等料體未發(fā)酵的料，翻入堆中間進行發(fā)酵悶堆過程，在發(fā)酵劑的作用下，繼續(xù)在貧氧條件下腐熟至料體腐爛（熟），翻堆后的堆溫維持在60 ℃左右。6月24日檢查各處理葉均腐爛；栗蓬內殼腐爛，蓬刺腐爛不及內殼腐爛充分，但在制作小樣時能夠腐碎；細枝條腐爛度較差，易于折斷，沒有腐爛前枝條的彈性、韌性，干后翻拋機易打碎。堆溫逐步降至自然溫度。

2.3 容重

由表4可知，研制的有機肥各個處理，隨著栗葉等用量的減少，容重增加，即處理1<處理2<處理3<處理4，處理2、3、4容重分別比處理1增加0.020 3、0.036 9、0.061 8 g/cm3。處理1容重質輕，反映該配方的優(yōu)越性，優(yōu)于其他3個處理。但比較處理Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ1，Ⅱ1、Ⅲ1比Ⅰ1分別增長了0.029 6、0.037 0 g/cm3，因而處理Ⅰ1為最優(yōu)配方。

2.4 有機質測定結果

由表5可知，研制的有機肥各處理隨著栗葉等用量的減少，有機質含量逐漸降低，即處理1>處理2>處理3>處理4，處理2、3、4有機質含量分別比處理1降低2.42、4.79、9.60個百分點，處理1配方優(yōu)于其他處理配方。但比較處理Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ1有機質含量，Ⅱ1、Ⅲ1比Ⅰ1分別增加2.64、1.13個百分點。處理Ⅱ1、Ⅲ1中增加了50 kg草炭土，略提高了有機質含量，相應地增加了制肥成本，故處理Ⅰ1為最佳配方。

2.5 板栗專用生物有機肥送檢結果

由表6可知，檢驗結果符合國家NY 884—2012標準。

2.6 生物有機肥的菌種（菌劑）遴選

生物菌種的選用，主要參考板栗生長的土壤條件、板栗果樹對營養(yǎng)元素的需求等因素。板栗生長的土壤條件是由片麻巖發(fā)育而成，片麻巖的組成成分為鉀長石、斜長石，富含鉀等元素。山地土壤中含有機質2.9%、緩效鉀2.84 g/kg、全磷14.2 g/kg。栗仁含糖分21.1%、淀粉52%、氮8.3 g/kg、磷1.4 g/kg、鉀7.0 g/kg、鎂0.9 g/kg、銅7.1 mg/kg、鋅11.5 mg/kg、錳26 mg/kg、硼7.7 mg/kg[11]。鉀元素等是板栗糖、淀粉類合成的必要元素。

科學選擇優(yōu)質的生物菌種（菌劑）添加在有機肥中，首先考慮菌種的功能作用，其次是商品菌種供給及價格，再次是應用方便、便于存貯等。通過對商品菌種性能的綜合分析及市場調研，在固氮菌、根瘤菌、磷細菌、鉀細菌、枯草芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、側孢短芽孢桿菌品種中，選用枯草芽孢桿菌和膠凍樣芽孢桿菌配入研制的有機肥中。按生物菌劑活菌數(shù)計算，有機肥加入膠凍樣芽孢桿菌3.5 kg/t、枯草芽孢桿菌1.5 kg/t，將2種生物菌劑放入噴霧器中稀釋，均勻噴灑在攤開的有機肥上，噴1次拋1次，連續(xù)噴5次拋5次，中途翻堆1次，使有益菌與肥料充分混均。達到生物有機肥的執(zhí)行標準（YN/844—2012），有機質含量≥40%，有效活菌≥0.2億個/g，含水量≤30%。所制得的生物有機肥料栗葉占60%，得到的各種養(yǎng)分含量與栗葉中所含的養(yǎng)分較相適應，適合板栗養(yǎng)分的吸收利用。發(fā)揮綜合效能，達到固氮、解鉀、解磷及中微量元素的目的，供給板栗生長，促進產(chǎn)量增加和品質提高。肥料中的菌種與土壤有益菌形成優(yōu)勢菌群，起到培肥和修復土壤的作用。

3 結論與討論

通過目測觀察，發(fā)酵試驗、腐爛試驗中各配方均達到腐爛、腐熟的要求；對各個處理的容重、有機質含量進行測定分析，得出最優(yōu)配方為板栗廢棄物與畜禽糞便、發(fā)酵劑BFA、調理劑（尿素）的最佳發(fā)酵配方比例為120∶80∶2∶1。

4 參考文獻

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