香榧假種皮肥料化利用技術研究及問題探討

王陽，姚燕來，陳一定

(1.紹興果滿園水果專業(yè)合作社,浙江 紹興 312000；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；3.浙江省耕地質量與肥料管理總站,浙江 杭州 310020；4.浙江農(nóng)藝師學院，浙江 杭州 310021)

香榧(Torreyagrandiscv.Merrilli)，又稱細榧、真榧、榧子、木皮子、玉山果、赤果、玉榧、羊角榧等，屬于稀有堅果類樹種，為我國特有的經(jīng)濟樹種，主產(chǎn)地是浙江省紹興市。因香榧果實兼具食用和藥用價值[1]，一直備受青睞和肯定，其經(jīng)濟效益也相對較高，是發(fā)展林業(yè)經(jīng)濟的重要樹種。但隨著香榧種植面積的增加，占其種子鮮重50%～60%的假種皮部分則沒有得到有效利用，長期被當作加工廢棄物，既造成資源浪費，又容易污染環(huán)境。20世紀80年代有科研工作者對此做過一些研究，也有過假種皮精油和浸膏的銷售，但之后卻銷聲匿跡。目前的一些研究主要集中在干的香榧假種皮[2-6]，而且香榧假種皮的應用主要是提煉精油，消耗量有限，而制成有機肥的案例及研究鮮見報道。

紹興地區(qū)作為香榧主產(chǎn)地，香榧產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，百姓喜迎豐收的同時，每年產(chǎn)生的香榧假種皮卻不斷地對當?shù)丨h(huán)境造成污染，成為困擾當?shù)卣桶傩盏臒┬氖?。紹興市現(xiàn)有香榧種植面積2.133萬hm2，每年產(chǎn)生香榧假種皮十幾萬噸，規(guī)模十分龐大，如何解決如此大規(guī)模的香榧假種皮污染問題逐漸成為制約當?shù)叵汩籍a(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。為此，本研究在奶牛糞中添加不同比例的新鮮香榧假種皮進行堆肥試驗，通過測定其養(yǎng)分變化及對種子發(fā)芽率的影響，評價不同用量香榧假種皮對堆肥的影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試香榧假種皮由嵊州市谷來鎮(zhèn)榆樹村提供，含水率60%；奶牛糞由金華市余氏生物科技應用有限公司提供，含水率30%。

所用儀器有儀度玻璃棒式溫度計、ME/02電子天平、900T原子吸收分光光度計、AFS-8520原子熒光光度計、FE28-Standard酸度計、DHG-9146A烘箱、GNP-9080恒溫培養(yǎng)箱YS100顯微鏡、F-100火焰光度計、VD23真空干燥箱、GTOP-310Y光照培養(yǎng)箱。

1.2 處理設計

堆肥物料主要由牛糞與新鮮香榧假種皮組成，試驗設5個處理，即新鮮香榧假種皮占比分別為0(對照)、20%、40%、60%和80%。每個處理總重1 000 kg，在同一個封閉大棚環(huán)境中發(fā)酵。

每隔2 d用儀度玻璃棒式溫度計測定堆體溫度。發(fā)酵19 d，試驗結束，從每個處理中隨機選取不少于7個采集點，用取樣器采集300～400 g樣品混合均勻，每份取樣2 000 g以上。采集的樣品封存并寄送浙江浙農(nóng)檢測認證技術有限公司檢測。

對小白菜種子發(fā)芽率影響的試驗。以小白菜作為應用對象，每組選取200粒種子，采用傳統(tǒng)田間直播的方式，觀察以不同堆肥處理產(chǎn)品作基肥(7.5 kg)對小白菜種子發(fā)芽率的影響。播種后20 d觀察每組小白菜種子的發(fā)芽情況，計算發(fā)芽率。

1.3 檢測內(nèi)容及方法

樣品按照《有機肥料》(NY/T 525—2021)對各處理堆肥樣品進行檢測。

2 結果與分析

2.1 堆肥溫度的變化

不同處理堆肥過程中溫度的變化如圖1所示。圖1顯示，添加香榧假種皮各個處理的堆肥溫度均要高于0添加對照，香榧假種皮比例越高，其發(fā)酵產(chǎn)生的溫度越高，添加80%香榧假種皮處理的堆肥溫度最高，除對照外其他處理在第3～5天溫度達到最高，隨后發(fā)酵溫度逐漸降低。

2.2 有機質和養(yǎng)分含量的差異

表1顯示，各個處理有機質含量較接近，均高于NY/T 525—2021規(guī)定的要求?？傪B(yǎng)分(N+P2O5+K2O)，各處理隨著香榧假種皮添加量的增加而呈增加趨勢，新鮮香榧假種皮占比80%處理總養(yǎng)分含量最高。在養(yǎng)分組成上，氮和鉀含量相對較高，磷含量相對較低，各個處理之間養(yǎng)分含量較為接近。

表1 不同處理堆肥的養(yǎng)分及有機質含量(以干基計)

表2顯示，新鮮香榧假種皮占比80%處理堆肥樣品的蛔蟲卵死亡率、糞大腸菌群數(shù)、重金屬含量、種子發(fā)芽指數(shù)、機械雜質的質量分數(shù)和雜草種子活性等指標均達NY/T 525—2021規(guī)定的要求，總體質量達到有機肥料質量標準。

表2 新鮮香榧假種皮占比80%處理堆肥與NY/T 525—2021標準的比較

2.3 對小白菜種子發(fā)芽率的影響

表3顯示，對照的發(fā)芽率最低，為50.0%，隨著香榧假種皮添加量的增加，種子發(fā)芽率逐漸提高，新鮮香榧假種皮占比80%處理的發(fā)芽率最高，為75.0%。說明增加香榧假種皮添加量可以促進堆肥腐熟，產(chǎn)品在小白菜上應用，可提高小白菜種子發(fā)芽率。

表3 不同處理堆肥對小白菜種子發(fā)芽率的影響

3 討論

3.1 香榧假種皮資源化利用意義

隨著我國集約化農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的飛速發(fā)展，已經(jīng)打破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中對廢棄物的循環(huán)利用環(huán)節(jié)和方式，出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物處理不當、利用效率不高以及資源浪費等諸多問題，而大量農(nóng)業(yè)廢棄物的過度累積也使其成為生態(tài)環(huán)境污染的重要來源，不僅造成了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質量不斷惡化，危害人們的身心健康，同時也導致大量附加值高的有用成分和養(yǎng)分資源的流失，極大地削弱了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力[7-8]。紹興會稽山脈自古是香榧聚集區(qū)，擁有大量古香榧群，香榧發(fā)展到今天更是紹興南部山區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時每年遺留下來的香榧假種皮污染環(huán)境的問題卻成為制約當?shù)剞r(nóng)業(yè)高質量發(fā)展的主要因素。香榧在發(fā)酵晾曬后，當?shù)匕傩諏U棄物當作垃圾丟棄在林間地頭，甚至露天焚燒，不僅會造成資源浪費和環(huán)境污染，還可能會導致火災發(fā)生。若要使香榧產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，就必須解決這一難題，而解決的出路就是對香榧假種皮合理的資源化利用，其重要意義在于降低原產(chǎn)區(qū)環(huán)境污染，使香榧產(chǎn)業(yè)在當?shù)乜梢愿志玫陌l(fā)展，同時促進經(jīng)濟的又好又快發(fā)展，增加農(nóng)民的收入，減少環(huán)境的污染，走可持續(xù)發(fā)展的道路，維護人民的生命健康，促進經(jīng)濟、社會的協(xié)調發(fā)展。

3.2 香榧假種皮肥料化利用可行性

通過香榧假種皮和畜禽糞便配比進行堆肥試驗發(fā)現(xiàn)，堆肥溫度和腐熟度均隨著香榧假種皮添加量的增加而提高，說明添加香榧假種皮在一定條件下可以提高堆肥溫度，加速堆肥腐熟，利用奶牛糞和香榧假種皮進行合理配比可以促進奶牛糞、香榧假種皮的礦化和腐殖化，達到有機肥料質量標準。對不同處理腐熟產(chǎn)物的檢測表明，添加80%香榧假種皮處理的養(yǎng)分含量最高，達7.7%，比標準規(guī)定的4.0%增加了3.7百分點，且經(jīng)第三方檢測機構檢測，其他各項指標均達到有機肥料的質量標準，因此，利用香榧假種皮可以制作優(yōu)質的有機肥。香榧假種皮富含多種活性物質，如萜類化合物和黃酮類物質，還含有纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質等有機物，除此之外還包含了農(nóng)作物生長所必需的各種微量元素，可以促進植物生長。因此，利用香榧假種皮制備的有機肥料能夠有效地改善土壤理化狀態(tài)和生物特性，具有熟化土壤、增強土壤保肥供肥能力和緩沖能力，為農(nóng)作物的生長創(chuàng)造了良好的土壤條件。

3.3 香榧假種皮肥料化利用的問題和對策

目前，香榧種植多以家庭式為主，且都在山區(qū)，山區(qū)地廣人稀，道路曲折，形成了人數(shù)多、分布散的情況，導致香榧假種皮收集難、運輸難的問題，是影響其資源化利用的難點之一。從實際出發(fā)，借鑒先進地區(qū)經(jīng)驗，以改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、促進生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展為目的，以廢棄物資源化綜合利用為出發(fā)點，政府有關部門要將此項工作作為一項長期堅持不懈的項目來抓，引導群眾轉變觀念，積極參與，為推進香榧廢棄物資源化利用工作創(chuàng)造良好的社會輿論氛圍，并積極參與到環(huán)境治理和保護工作中去，同時需要加強監(jiān)督，對隨意棄置、造成環(huán)境污染的主體或個人進行一定程度的懲戒。以企業(yè)和合作社的市場化運作，使企業(yè)和合作社做大做強。這既是解決當?shù)貜U棄物污染問題的有效途徑，也是香榧產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本要求。不僅可以緩解資源短缺，提升地力，改善農(nóng)作物的品質和提高產(chǎn)量，而且還可以實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)資源的循環(huán)利用，推動生態(tài)農(nóng)業(yè)建設的健康發(fā)展。

4 小結

試驗研究表明，香榧假種皮的添加可以促進堆肥發(fā)酵腐熟，香榧假種皮添加量80%處理的發(fā)酵腐熟溫度和腐熟度最高，發(fā)酵后其產(chǎn)物總養(yǎng)分達7.7%，有機質含量為34%，其余指標均達到NY/T 525—2021規(guī)定的有機肥料質量標準，可以用于優(yōu)質商品有機肥的生產(chǎn)。但當前香榧假種皮資源化利用中存在收集困難等問題，需要進一步加強方式和制度的創(chuàng)新，提高群眾的參與利用的積極性，從而為香榧產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供保障。