茭白秸稈高溫堆肥工藝試驗(yàn)

何圣米，蔣良珍，楊良軍，孫玉燕，胡齊贊，董文其

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所，浙江 杭州 310021； 2.黃巖官岙茭白專業(yè)合作社，浙江 臺(tái)州 318020；3.黃巖良軍茭白專業(yè)合作社，浙江 臺(tái)州 318020)

浙江省是全國茭白種植面積最大的省份，近幾年浙江省茭白種植面積在2.7萬hm2左右，占全國茭白種植總面積的45%以上，年產(chǎn)量約80萬t，是蔬菜淡季供應(yīng)的理想產(chǎn)品[1]。茭白生產(chǎn)中常有“一斤茭白一斤廢葉”的說法，在采收后，會(huì)產(chǎn)生大量廢棄茭白秸稈。據(jù)測定，“浙茭3號(hào)”雙季茭白全年產(chǎn)生的殼茭外鮮秸稈量為153 kg·hm-2[2]。伴隨著大量優(yōu)質(zhì)茭白農(nóng)產(chǎn)品的供給，數(shù)以萬噸的茭白莖葉需要處理。目前，大部分茭白秸稈被廢棄在田間地頭和溝渠中，造成環(huán)境污染和河道淤塞，部分地區(qū)雖采取秸稈還田等處理，但秸稈未經(jīng)腐熟等處理手段，綜合利用率相對(duì)較低[2-4]。因此，如何對(duì)茭白秸稈進(jìn)行環(huán)保型資源化處理利用，是各茭白主產(chǎn)區(qū)亟須解決的問題。

目前對(duì)茭白秸稈的綜合利用途徑主要包括生產(chǎn)秸稈有機(jī)肥、制作食用菌栽培基質(zhì)、用作青貯飼料、編制工藝品、茭白秸稈果園覆蓋等[2,4-5]。生產(chǎn)秸稈有機(jī)肥是補(bǔ)充農(nóng)田土壤各類養(yǎng)分最直接和簡單的方式。由于茭白草有機(jī)質(zhì)含量達(dá)65.5%、全氮3.7%、全磷0.5%、全鉀2.1%等[6]，含有豐富的營養(yǎng)成分，只要處理得當(dāng)，將茭白秸稈變成理想的有機(jī)肥料，可變廢為寶，增加農(nóng)民收入，還可以有效控制農(nóng)業(yè)環(huán)境污染?，F(xiàn)報(bào)道的生產(chǎn)茭白秸稈有機(jī)肥主要有3種方法：茭白葉不粉碎直接添加化肥和秸稈腐熟劑，發(fā)酵后按一定量還田作為肥料；茭白葉粉碎后添加化肥和秸稈腐熟劑，發(fā)酵后按一定量還田作為肥料；茭白葉粉碎后以一定比例添加到豬(鴨)糞中，再加秸稈腐熟劑，發(fā)酵后還田作為肥料[5-6]。磐安縣利用茭白秸稈混合發(fā)酵有機(jī)肥在鮮食大豆上進(jìn)行肥效試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)茭白秸稈有機(jī)肥對(duì)鮮食大豆的生物產(chǎn)量和干豆產(chǎn)量均具有明顯增產(chǎn)效果[7]。本研究通過對(duì)茭白秸稈進(jìn)行切碎、添加秸稈腐熟劑、建堆、翻堆、覆蓋薄膜保濕等處理，明確茭白秸稈高溫堆肥工藝，可為茭白秸稈堆腐還田提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用茭白秸稈取自臺(tái)州市黃巖區(qū)官岙茭白專業(yè)合作社的新鮮秸稈。經(jīng)測定，茭白秸稈含水量為70.2%，碳氮比為24∶1。秸稈腐熟劑為“四季惠農(nóng)”牌有機(jī)肥發(fā)酵劑，規(guī)格為每包200 g，有效活菌數(shù)大于2.0×109g-1，購自北海四季惠農(nóng)生物科技有限公司。

1.2 方法

試驗(yàn)安排在臺(tái)州市黃巖區(qū)官岙茭白專業(yè)合作社避雨棚內(nèi)進(jìn)行。茭白秸稈經(jīng)機(jī)械切碎成2～4 cm。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理，處理1不添加秸稈腐熟劑；處理2添加秸稈腐熟劑；處理3添加秸稈腐熟劑，并覆蓋薄膜保濕。處理2和處理3各添加秸稈腐熟劑1包，每包秸稈腐熟劑拌入米糠5.0 kg，與秸稈拌勻。各處理的堆長和堆寬均為200 cm，堆高150 cm，處理間用木板隔開，堆體溫度到達(dá)最高溫度并開始回落時(shí)進(jìn)行1次翻堆。利用杭州路格科技有限公司“L93-8+”溫度記錄儀記錄堆體溫度。完成腐熟后，對(duì)各處理有機(jī)肥的營養(yǎng)成分如有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀的含量及pH值進(jìn)行取樣檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈堆體不同部位發(fā)酵溫度的差異

分別對(duì)堆體30、60及90 cm深度的發(fā)酵溫度進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)堆體深度60 cm的發(fā)酵溫度最高，12 d溫度范圍為49.6～73.4 ℃，平均溫度為61.9 ℃；其次為堆體深度30 cm，12 d溫度范圍為45.5～71.8 ℃，平均溫度為59.1 ℃；堆體深度90 cm的發(fā)酵溫度最低，12 d溫度范圍為41.8～57.8 ℃，平均為49.7 ℃(圖1)。從圖1看出，茭白秸稈發(fā)酵過程中，堆體近中心部位60 cm的溫度最高，堆體下部90 cm的溫度較低。為了使茭白秸稈快速發(fā)酵以及均勻發(fā)酵，需對(duì)堆體進(jìn)行上下翻堆。

圖1 茭白秸稈堆肥過程堆體不同部位的溫度變化

2.2 茭白秸稈不同處理的發(fā)酵溫度變化

對(duì)3個(gè)處理堆體60 cm處的發(fā)酵溫度進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)處理2與處理1升溫較快，19 d后堆體溫度降到50 ℃以下，完成腐熟，但2個(gè)處理間對(duì)茭白秸稈堆體發(fā)酵溫度差異不明顯；處理3升溫較慢，第3天才達(dá)到70 ℃以上，但腐熟時(shí)間明顯縮短，15 d后堆體溫度降到50 ℃以下(圖2)。

圖2 不同處理對(duì)茭白秸稈堆體發(fā)酵溫度的影響

根據(jù)圖2溫度變化，可以看出處理1和處理2 2個(gè)無覆蓋薄膜堆肥的堆體升溫快，當(dāng)天即可達(dá)到70 ℃以上，且高溫持續(xù)時(shí)間長，19 d完成腐熟，主要是由于好氧發(fā)酵所需氧氣充足；處理3堆體升溫慢，第3天才達(dá)70 ℃以上，可能由于薄膜覆蓋后影響了好氧發(fā)酵所需氧氣供給；從發(fā)酵第8天翻堆的情況看，處理1和處理2堆體的秸稈比較干燥，處理3堆體的秸稈濕潤，15 d完成腐熟，說明濕度高會(huì)加快秸稈腐熟。

2.3 不同處理堆肥營養(yǎng)成分的變化

完成腐熟后，對(duì)各處理的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀的含量等營養(yǎng)成分進(jìn)行取樣檢測，檢測結(jié)果見表1。處理1有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀的含量分別為84.6%、3.22%、1.68%和7.19%，pH值為9.8；處理2有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀的含量分別為84.7%、3.21%、1.74%和7.40%，pH值為9.7；處理3有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀的含量分別為91.2%、2.54%、1.40%和5.84%，pH值為9.6。由此可以看出，處理2與處理1相比，有機(jī)質(zhì)和全氮含量差異不明顯，處理2的全磷和全鉀的含量高于處理1；處理3的有機(jī)質(zhì)含量明顯高于處理1和處理2，但是，處理3的全氮、全磷、全鉀含量則明顯低于處理1和處理2。這可能是由于處理3采用薄膜覆蓋后缺少氧氣引起厭氧發(fā)酵，造成養(yǎng)分的損失。此外，3個(gè)處理的pH沒有明顯差別。

表1 不同處理對(duì)茭白秸稈堆肥養(yǎng)分的影響

3 小結(jié)與討論

茭白作為浙江省最具特色的優(yōu)勢農(nóng)業(yè)產(chǎn)品之一，是農(nóng)民脫貧致富的重要作物。茭白葉片和葉鞘生物質(zhì)量通常占茭白植株總質(zhì)量的50%～70%，僅浙江省每年產(chǎn)生的茭白秸稈鮮質(zhì)量可達(dá)200萬t以上，給生態(tài)環(huán)境和資源利用帶來嚴(yán)重壓力[3-4]。將茭白秸稈轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料可為茭白產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。