木醋液對(duì)牛糞好氧堆肥理化特性與育苗效果的影響

徐 超 袁巧霞 覃翠鈉 謝廣榮 何 濤 宋 娜

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院， 武漢 430070； 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長(zhǎng)江中下游農(nóng)業(yè)裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430070；3.武漢光谷藍(lán)焰新能源股份有限公司， 武漢 430072； 4.湖北海圖園藝景觀工程有限公司， 武漢 430070)

0 引言

草炭是沼澤中死亡植物殘?bào)w轉(zhuǎn)化積累形成的產(chǎn)物，含有大量未被徹底分解的植物殘?bào)w、腐殖質(zhì)以及一部分礦物質(zhì)，其通氣透水性好，是理想的育苗基質(zhì)。但草炭不可再生，大量開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成了不可逆轉(zhuǎn)的影響。將牛糞堆肥作為育苗基質(zhì)是替代草炭、控制農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的重要方法[1]。相比于肥料利用，育苗基質(zhì)對(duì)堆肥腐熟料的pH值和電導(dǎo)率具有更高的要求，優(yōu)質(zhì)基質(zhì)的pH值為5.5～7.5，電導(dǎo)率為1～2.75 mS/cm[2]。牛糞作為育苗基質(zhì)，其堆肥腐熟料具有較高的pH值和電導(dǎo)率，不利于幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。研究表明[3-4]，堆肥的酸處理可有效降低堆體的pH值，促進(jìn)微生物活動(dòng)，加快堆肥前期有機(jī)酸的形成，進(jìn)而促進(jìn)堆肥腐熟。且較低pH值可抑制堿性有害氣體NH3的揮發(fā)，在滿足幼苗對(duì)偏酸性環(huán)境需求的同時(shí)，還能進(jìn)一步保留基質(zhì)育苗所需氮肥[5]。而堆肥酸處理面臨的主要問(wèn)題是育苗基質(zhì)生產(chǎn)量大，所需酸量多，處理成本較高，因此迫切需要尋求一種傳統(tǒng)酸的替代品。

木醋液是農(nóng)林廢棄物在高溫?zé)峤膺^(guò)程中的揮發(fā)分經(jīng)冷卻液化分離得到的水相物質(zhì)[6]，主要成分為乙酸，pH值較低。木醋液作為農(nóng)林廢棄物熱解工業(yè)的副產(chǎn)物，其產(chǎn)生量大，而其利用途徑卻沒(méi)有得到有效開(kāi)發(fā)。大量的木醋液積累已成為制約生物質(zhì)熱解行業(yè)的關(guān)鍵瓶頸。有研究表明[4，7]，木醋液可用于堆肥發(fā)酵、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)，能夠改善土壤的通氣和透水性，可促進(jìn)土壤中熱量的擴(kuò)散和氣-水-養(yǎng)分的運(yùn)移。木醋液不僅可以作為液體有機(jī)肥料，還可調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)和提升品質(zhì)[8-9]?；谶@些情況，本文以木醋液為調(diào)節(jié)劑，探討添加木醋液對(duì)牛糞-小麥秸稈好氧堆肥過(guò)程中理化性質(zhì)的影響，并進(jìn)行相應(yīng)的育苗試驗(yàn)，對(duì)木醋液作為堆肥基質(zhì)化利用調(diào)理劑的可行性做出評(píng)價(jià)，為提升堆肥效率、優(yōu)化堆肥基質(zhì)預(yù)處理工藝提供理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

牛糞為肉牛糞便，取自湖北省隨州市弘大畜牧有限責(zé)任公司；小麥秸稈于網(wǎng)上購(gòu)買，風(fēng)干后長(zhǎng)度切為3 cm左右以便與牛糞混合，堆肥原料基本性質(zhì)如表1所示。

木醋液由武漢光谷藍(lán)焰新能源股份有限公司提供，熱解原料為楊木和松木，熱解溫度約為600℃，木醋液原液pH值為2.53，電導(dǎo)率為1.43 mS/cm，密度為1.04 g/cm3，木醋液成分分析如表2所示。

表1 原料基本理化性質(zhì)Tab.1 Basic properties of raw materials

注：含水率為濕基，其他各項(xiàng)指標(biāo)均為干基下計(jì)算所得。

表2 木醋液成分分析Tab.2 Composition of wood vinegar

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

堆肥試驗(yàn)在自主研制的小試強(qiáng)制通風(fēng)堆肥反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)器外壁安裝加熱帶，用溫控器控制反應(yīng)器加熱溫度，由空氣泵向堆體自下往上輸入空氣，并通過(guò)時(shí)控器和流量計(jì)控制通風(fēng)量，堆肥設(shè)備如圖1所示。每個(gè)物料倉(cāng)容積為15.25 L，加熱帶功率為800 W。

圖1 小試強(qiáng)制通風(fēng)堆肥反應(yīng)器示意圖Fig.1 Schematic diagram of forced ventilation compost reactor1.溫控器 2.電源開(kāi)關(guān) 3.有孔透氣保溫蓋 4.加熱帶 5.堆肥物料 6.膜片式曝氣盤 7.玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì) 8.空氣泵 9.時(shí)控器

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1小試堆肥反應(yīng)器強(qiáng)制通風(fēng)堆肥試驗(yàn)

將牛糞、小麥秸稈按照鮮質(zhì)量比4∶1的比例進(jìn)行混合，參照文獻(xiàn)[10]關(guān)于木醋液對(duì)土壤養(yǎng)分及育苗效果影響的試驗(yàn)，設(shè)置木醋液添加量為0(對(duì)照)、1%、3%、5%。將堆體含水率調(diào)至(65±2)%，用溫控器控制加熱帶溫度，使得堆體環(huán)境溫度為(55±2)℃。用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制通風(fēng)量，為保證好氧堆肥過(guò)程充足的氧氣濃度，采用自下而上固定速率的強(qiáng)制性通風(fēng)方式?？紤]通風(fēng)過(guò)程造成堆體熱量損失較大，不利于堆體升溫需求，故采用間歇式通風(fēng)。針對(duì)小體積堆體，通風(fēng)速率計(jì)算以生化需氧量為主。由于堆肥物料是復(fù)雜的混合物，堆體呈孔隙空間結(jié)構(gòu)，以自由空域[11]表征堆體中氣體體積占總體積百分比。計(jì)算原理為

(1)

式中F——堆體的自由空域，%

Vs——堆肥物料可揮發(fā)部分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取70%

Gs——堆體的相對(duì)密度

Gv——堆體可揮發(fā)部分的相對(duì)密度，取1.0

Gf——堆肥物料灰分的相對(duì)密度，取2.5

Sm——堆肥總固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%

δm——堆肥物料的單位體積濕質(zhì)量，g/cm3

δw——水的密度，g/cm3

c——堆肥物料的單位體積干質(zhì)量，g/cm3

反應(yīng)初始，氣體充滿孔隙空間，氧氣體積分?jǐn)?shù)為21%，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間，微生物消耗氧氣使氧氣體積占比減少。相關(guān)研究表明[12]，當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)為8%時(shí)，微生物活動(dòng)受阻，有機(jī)質(zhì)降解速率減小，可進(jìn)行通風(fēng)提升氧氣濃度。若以葡萄糖表征堆肥底物，查閱相關(guān)資料，取好氧堆肥過(guò)程有機(jī)質(zhì)降解速率為0.001 kg/h[13]。則通風(fēng)時(shí)間為1 min，通風(fēng)速率為0.25 m3/min，間隔時(shí)間為8 h。堆肥過(guò)程中每2 d取一次樣，取樣時(shí)在堆體不同位置取3次樣，進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定，直至堆肥溫度穩(wěn)定為止。

1.3.2堆肥基質(zhì)毒性及育苗試驗(yàn)

堆肥基質(zhì)毒性采用發(fā)芽指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。種子發(fā)芽指數(shù)綜合反映了堆肥的植物毒性，被認(rèn)為是最敏感、最可靠的堆肥腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)。將堆肥基質(zhì)按照質(zhì)量比1∶10與去離子水混合，攪拌振蕩，靜置過(guò)濾，取浸種后的黃瓜種子20粒放入墊有紗布的培養(yǎng)皿中，吸取5 mL浸提液均勻噴灑后將培養(yǎng)皿放置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，測(cè)定種子發(fā)芽率、根長(zhǎng)，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)。

黃瓜種子溫湯浸種催芽后，放入燒杯，加入適量自來(lái)水浸泡，放入55℃水浴鍋恒溫水浴20 min。浸種后將種子表面洗凈，放入底層墊有紗布的培養(yǎng)皿中，加入適量水使紗布保持濕潤(rùn)。將培養(yǎng)皿放入25℃恒溫培養(yǎng)箱中，每隔12 h對(duì)其補(bǔ)充適量水分，選取長(zhǎng)勢(shì)相近的種子進(jìn)行育苗試驗(yàn)。將基質(zhì)裝于塑料穴盤中，每種處理播種30粒，播種后用水澆透基質(zhì)，之后每天澆水一次，不額外施肥，自播種后育苗試驗(yàn)為期15 d。

1.4 測(cè)定方法與數(shù)據(jù)處理

(1)含水率的測(cè)定[3]：取10 g左右的鮮樣品在105℃干燥箱中干燥8 h直至質(zhì)量恒定。

(2)pH值、電導(dǎo)率的測(cè)定[3]：采用1∶10浸提法，稱取風(fēng)干樣品5 g，加50 mL去離子水，然后在搖床上振蕩30 min，用濾紙過(guò)濾得浸提液。用瑞士METTLER TOLEDO 公司生產(chǎn)的pH計(jì)、上海雷磁DDS-307A型電導(dǎo)率計(jì)進(jìn)行pH值、電導(dǎo)率的測(cè)定，使用前進(jìn)行校準(zhǔn)。

(3)總氮、總磷、全鉀含量的測(cè)定：參照文獻(xiàn)[14]的消解方法，使用得到的消化液在法國(guó)Alliance公司SmartChem全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀中測(cè)定總氮、總磷含量，在日本津島AA-6880型原子吸收分光光度計(jì)中測(cè)定全鉀含量。

(4)纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量的測(cè)定：采用纖維素含量范氏測(cè)定法，稱取0.5 g的干樣放入纖維素樣品袋，使用美國(guó)ANKOM A2000i型全自動(dòng)纖維分析儀進(jìn)行測(cè)定。

(5)有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定[15]：采用灼燒法進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定，稱取1 g左右干燥樣品在馬弗爐600℃下灼燒2 h。

(6)發(fā)芽指數(shù)測(cè)定：按照GB/T 23486—2009[16]，根據(jù)種子發(fā)芽率、種子根長(zhǎng)計(jì)算發(fā)芽指數(shù)，即

(2)

式中G——發(fā)芽指數(shù)，%

R1——堆肥浸提液種子發(fā)芽率，%

L1——堆肥浸提液種子根長(zhǎng)，mm

R2——蒸餾水種子發(fā)芽率，%

L2——蒸餾水種子根長(zhǎng)，mm

(7)幼苗生長(zhǎng)生理形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定[17]：根據(jù)幼苗的株高、莖粗、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量等，算出壯苗指數(shù)，公式為

(3)

式中R——壯苗指數(shù)，g

S——莖粗，mm

H——株高，mm

M——根干質(zhì)量，g

N——莖葉干質(zhì)量，g

2 結(jié)果與分析

2.1 含水率

水分作為堆肥過(guò)程中各種有機(jī)物的溶劑，利于傳質(zhì)，且由于比熱容較大[18]，有利于維持溫度的穩(wěn)定，是影響堆肥的一個(gè)非常重要的因素。試驗(yàn)初始各組含水率均在65%左右，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，各試驗(yàn)組含水率均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(圖2)，表明生化反應(yīng)的產(chǎn)水量低于通風(fēng)和蒸發(fā)所散失的水量。對(duì)照處理組和1%木醋液處理組變化趨勢(shì)相似，前3 d的含水率下降幅度較大，約1.67%/d，后期降幅減小。主要是由于堆體前期孔隙度較大，物料與空氣接觸的蒸發(fā)面較大，通風(fēng)較易帶走水分，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堆體孔隙度逐漸減少，導(dǎo)致蒸發(fā)面減少，內(nèi)部水分逸散通道封閉，水分散失較為困難；較高添加量(3%、5%)木醋液處理組含水率降幅一直較為穩(wěn)定且偏低(0.27%/d)。整個(gè)堆肥過(guò)程中，含水率隨著木醋液添加量的增加而升高，說(shuō)明木醋液會(huì)增加堆肥的保水能力，可能是由于添加木醋液可增強(qiáng)堆肥物料對(duì)于水分的吸附力。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程各試驗(yàn)組的含水率均在55%以上，滿足微生物活動(dòng)需要的條件[3]。

圖2 堆肥過(guò)程中含水率變化曲線Fig.2 Water content during composting

2.2 pH值、電導(dǎo)率

各處理組堆肥pH值變化趨勢(shì)均相似，前3 d均呈下降趨勢(shì)，后期逐漸上升(圖3)。前期pH值下降是由于堆肥局部供氧不足，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸以及生成大量二氧化碳[19]。后期發(fā)酵產(chǎn)生的氨不斷積累，微生物活動(dòng)劇烈程度減弱，故pH值逐漸上升。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，前3組的pH值均為8.5左右，5%木醋液處理組的pH值為8.33，表明高濃度木醋液可在一定程度上酸化堆體，有利于滿足幼苗對(duì)于基質(zhì)偏酸性環(huán)境的需求。而較低濃度(添加量3%以內(nèi))木醋液對(duì)堆體酸化效果不明顯。這是由于木醋液中起酸化作用的主要成分為乙酸，乙酸作為弱酸，其電離程度較低，若乙酸濃度過(guò)低，則電離出的H+不足以產(chǎn)生有效的酸化作用。整個(gè)發(fā)酵過(guò)程的pH值在7.9～8.5之間，變化幅度不大，均處于最適宜微生物生長(zhǎng)的pH值范圍內(nèi)(6.5～8.5)。

圖3 堆肥過(guò)程中pH值、電導(dǎo)率變化曲線Fig.3 Changing of pH value and electronic conductivity during composting

電導(dǎo)率可反映育苗基質(zhì)的可溶性鹽含量，過(guò)高的可溶性鹽含量是對(duì)作物產(chǎn)生毒害作用的重要因素之一，一般應(yīng)以小于2.6 mS/cm為宜[20]。隨著堆肥反應(yīng)的進(jìn)行，各處理組電導(dǎo)率在前5 d呈上升趨勢(shì)，后期趨于穩(wěn)定，增幅在0.4 mS/cm以內(nèi)(圖3)。前期電導(dǎo)率升高是因?yàn)槎逊食跗诎l(fā)酵反應(yīng)劇烈，微生物新陳代謝產(chǎn)生有機(jī)酸、氨氣，有機(jī)酸的溶解作用及氨氣以銨鹽形式存在等使電導(dǎo)率上升[3]。隨著堆肥高峰期的結(jié)束，有機(jī)質(zhì)含量降低，微生物新陳代謝速度減緩，腐殖質(zhì)、胡敏酸等物質(zhì)含量升高，氨氣揮發(fā)，電導(dǎo)率稍有降低并趨于穩(wěn)定。而電導(dǎo)率的變化和銨根離子的變化趨勢(shì)相似[21]，可推測(cè)銨根離子也是先增加后趨于平穩(wěn)。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各處理組的電導(dǎo)率隨著木醋液濃度的升高而降低，表明添加木醋液可不同程度上降低基質(zhì)可溶性鹽含量。木醋液本身含有部分有機(jī)酸，理論上作為外源導(dǎo)電離子引入，會(huì)增加物料的電導(dǎo)率，而電導(dǎo)率的減少證明了木醋液可有效促進(jìn)腐殖質(zhì)、胡敏酸等難溶性物質(zhì)的生成。針對(duì)具有高電導(dǎo)率的牛糞好氧堆肥腐熟料基質(zhì)，應(yīng)在前期進(jìn)行多次微噴灌溉[22]。本試驗(yàn)中各試驗(yàn)組均未超過(guò)9.0 mS/cm，理論上對(duì)種子發(fā)芽基本無(wú)抑制作用[23]。

2.3 總氮、總磷、總鉀含量

在降解植物殘?bào)w的過(guò)程中，氮被認(rèn)為是影響微生物生長(zhǎng)及活性的限制因素[24]。各處理組總氮含量的變化趨勢(shì)為“上升-下降-穩(wěn)定”，如圖4所示。前期總氮上升是微生物劇烈活動(dòng)產(chǎn)生銨態(tài)氮和硝態(tài)氮累積所致，雖有部分銨態(tài)氮揮發(fā)損失，但微生物活動(dòng)產(chǎn)生的氮素大于損失的氮素。到達(dá)峰值后，由于堆體溫度較高，硝化細(xì)菌活動(dòng)減弱，抑制了銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，而銨態(tài)氮揮發(fā)性較強(qiáng)，導(dǎo)致總氮含量下降。后期進(jìn)入穩(wěn)定階段表明產(chǎn)生的氮素和損失的氮素達(dá)到了平衡。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)， 3%、5%木醋液處理組總氮質(zhì)量比最高且較為接近(14.5 mg/g)，不僅是由于木醋液可減少堆體氮損失，也是由于木醋液本身含有氮素，引入木醋液向堆體加入了外源氮。各處理組到達(dá)峰值的時(shí)間不一致，1%、5%木醋液處理組到達(dá)峰值的時(shí)間最早(3 d)，而對(duì)照處理組未達(dá)峰值，推測(cè)其峰值出現(xiàn)在9 d之后。這說(shuō)明添加木醋液不僅能減少堆體氮損失，還可加快堆肥腐熟進(jìn)程，縮短堆肥周期。

圖4 堆肥過(guò)程中養(yǎng)分含量變化曲線Fig.4 Changing of nutrient content during composting

隨著堆肥進(jìn)行，各試驗(yàn)組總磷和K+含量均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，如圖4所示。其原因是磷和鉀在堆肥過(guò)程中雖有形態(tài)上的轉(zhuǎn)換，但無(wú)揮發(fā)和淋洗損失，其總質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化。而堆體在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)有揮發(fā)性物質(zhì)的損失，堆體總干物質(zhì)含量會(huì)逐漸下降，故總磷和K+含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。在堆肥結(jié)束時(shí)，總磷和K+的含量隨著木醋液濃度的增加而增加，而木醋液本身不含磷和鉀，表明添加木醋液可增加堆肥質(zhì)量損失，有利于堆肥的減量化。

綜上，較高濃度(添加量3%、5%)木醋液處理組可縮短堆肥周期，節(jié)省基質(zhì)生產(chǎn)時(shí)間，且能夠有效保留堆肥養(yǎng)分，降低育苗期施肥成本。

2.4 有機(jī)質(zhì)含量

減量化是有機(jī)固體廢棄物堆肥化的主要目的之一，堆肥的有機(jī)質(zhì)降解率可以直觀地反映堆肥過(guò)程中微生物的活性和廢棄物的減量化效果[25]。堆肥前3 d，各試驗(yàn)組的有機(jī)質(zhì)迅速降解，降解率最高為5%木醋液處理組(3.73%)，最低為對(duì)照處理(1.09%)，前者降解速率約為后者的3.4倍，后期有機(jī)質(zhì)降解速率趨于平緩(圖5)。在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，各試驗(yàn)組有機(jī)質(zhì)降解率隨著木醋液濃度的升高而降低，且5%木醋液處理組5 d時(shí)趨于平穩(wěn)，表明添加木醋液有利于加快堆肥腐熟進(jìn)程，與上述各指標(biāo)觀測(cè)的結(jié)果一致。在堆肥結(jié)束時(shí)，有機(jī)質(zhì)降解率最高為5%處理組(4.84%)，最低為對(duì)照處理組(3.29%)，說(shuō)明施加木醋液不僅可以加快腐熟的進(jìn)程，還能一定程度上加深腐熟的深度，使堆肥腐熟進(jìn)行得更為徹底。有機(jī)質(zhì)含量與總磷、K+含量呈負(fù)相關(guān)，共同表明木醋液可有效提升堆肥的減量化效果。

圖5 堆肥過(guò)程中有機(jī)質(zhì)含量變化曲線Fig.5 Changing of organic matter content during composting

2.5 纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量

由于微生物的降解作用[26]，各組堆肥前后纖維素和半纖維素含量均呈下降趨勢(shì)(圖6)，且降解規(guī)律一致，降解率從大到小依次為1%木醋液處理組、對(duì)照處理組、3%木醋液處理組、5%木醋液處理組。各組纖維素的相對(duì)降解率明顯高于半纖維素的相對(duì)降解率，說(shuō)明纖維素是發(fā)酵過(guò)程中微生物活動(dòng)的首選碳源。由于木質(zhì)素在發(fā)酵過(guò)程中降解率極低，其絕對(duì)含量變化不大，而發(fā)酵后堆體總質(zhì)量減少，故木質(zhì)素的相對(duì)含量增加。堆體的纖維素降解率越高，木質(zhì)素的相對(duì)含量增加率越低。

堆肥有機(jī)質(zhì)的主要組成成分為纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及腐殖質(zhì)等其他有機(jī)物質(zhì)。纖維素、半纖維素的降解規(guī)律和有機(jī)質(zhì)降解規(guī)律不一致，說(shuō)明高濃度(添加量3%、5%)木醋液無(wú)法加快纖維素、半纖維素的降解，但可以加快腐殖質(zhì)等其他有機(jī)質(zhì)的降解。而低濃度(添加量1%)木醋液可加快纖維素等降解，表明低濃度木醋液可促進(jìn)纖維素降解菌活動(dòng)，高濃度則表現(xiàn)出抑制作用。纖維素、半纖維素有利于生物質(zhì)成型，提升成型基質(zhì)的抗破壞能力，因此添加木醋液有助于提高牛糞堆肥基質(zhì)塊成型強(qiáng)度。

圖6 堆肥前后纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量Fig.6 Changing of contents of cellulose, hemicellulose and lignin before and after composting

2.6 堆肥基質(zhì)毒性及育苗試驗(yàn)

堆肥浸提液的發(fā)芽指數(shù)如表3所示。發(fā)芽指數(shù)可作為對(duì)堆肥毒性的評(píng)價(jià)指標(biāo)[27]，種子發(fā)芽指數(shù)越高，則表示生物毒性越小。若發(fā)芽指數(shù)大于50%，則可認(rèn)為堆肥基本無(wú)毒，當(dāng)發(fā)芽指數(shù)達(dá)到80%以上時(shí)，可認(rèn)為對(duì)植物沒(méi)有毒性[28-29]。各試驗(yàn)組浸提液的種子發(fā)芽率均為35%，顯著低于去離子水培養(yǎng)組的發(fā)芽率(P<0.05)。對(duì)照處理組、1%木醋液處理組、3%木醋液處理組的根長(zhǎng)顯著高于去離子組，主要是由于浸提液中含有少量養(yǎng)分，加快種子根部發(fā)育。各組發(fā)芽指數(shù)均高于50%，說(shuō)明均已基本無(wú)毒。1%木醋液處理組的發(fā)芽指數(shù)達(dá)79.17%，接近80%，顯著高于5%木醋液處理組(P<0.05)。

表3 堆肥浸提液發(fā)芽指數(shù)Tab.3 Germination index of composting extract

注：不同小寫字母表示在LSD法多重比較下差異顯著(P<0.05)，下同。

累積出苗率對(duì)于評(píng)價(jià)幼苗生長(zhǎng)整齊度具有一定意義。在播種3 d時(shí)各試驗(yàn)組開(kāi)始大量出苗，累積出苗率隨著木醋液濃度的升高而降低，對(duì)照處理組和1%木醋液處理組分別在5 d和8 d出苗率達(dá)100%， 5%木醋液處理組出苗率最低，僅為88%(表4)，說(shuō)明含有較高濃度木醋液的堆肥基質(zhì)對(duì)于黃瓜幼苗具有一定毒性。

表4 累積出苗率Tab.4 Cumulative seedling rate %

育苗試驗(yàn)的幼苗生長(zhǎng)生理形態(tài)指標(biāo)如表5所示。壯苗指數(shù)最高值為1%木醋液處理組(0.044 9 g)，顯著高于其他3組(P<0.05)，最低值為5%木醋液處理組(0.031 9 g)，說(shuō)明低濃度木醋液處理組可促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，而高濃度木醋液處理組對(duì)植物有一定的毒害作用。主要是因?yàn)槟敬滓悍宇愇镔|(zhì)含量較多，植物在高濃度酚環(huán)境下生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)受到抑制，干物質(zhì)積累量降低。

表5 不同處理下幼苗生長(zhǎng)生理形態(tài)指標(biāo)Tab.5 Physiological and morphological indexes of seedling growth under different treatments

3 結(jié)論

(1)在小試堆肥反應(yīng)器恒溫加熱條件下，木醋液處理牛糞-小麥秸稈好氧堆肥可增強(qiáng)堆體的保水能力，添加木醋液可使堆體養(yǎng)分(總氮、總磷、K+)含量增加和有機(jī)質(zhì)降解率增大，促進(jìn)堆肥腐熟，降低堆體pH值和電導(dǎo)率，改善堆肥基質(zhì)的理化性質(zhì)。且木醋液濃度越高，效果越好；較高濃度(添加量3%、5%)木醋液處理堆肥對(duì)纖維素、半纖維素的降解有一定抑制作用，有利于基質(zhì)后續(xù)的壓縮成型。因此，對(duì)于促進(jìn)堆肥腐熟和改善育苗基質(zhì)化學(xué)特性而言，高濃度(添加量5%)的木醋液效果更好。

(2)本試驗(yàn)中各組堆肥浸提液發(fā)芽指數(shù)均大于50%，說(shuō)明所制堆肥對(duì)植物基本無(wú)毒，1%木醋液處理組發(fā)芽指數(shù)最高，為79.17%，接近80%的無(wú)毒害水平；黃瓜的育苗試驗(yàn)表明，1%木醋液處理組壯苗指數(shù)最高，為0.044 9 g，顯著高于其他3組(P<0.05)，說(shuō)明最適合育苗的木醋液添加量在1%左右，濃度較高(添加量3%以上)會(huì)因酚類物質(zhì)過(guò)多對(duì)幼苗產(chǎn)生一定毒害作用。