不同粉碎程度下廢棄蘿卜堆肥養(yǎng)分及腐熟特征

摘要：以廢棄蘿卜為主料，研究粉碎程度（不粉碎、粗粉碎、細(xì)粉碎）對(duì)蘿卜堆肥養(yǎng)分及腐熟的影響。結(jié)果表明，粉碎程度越高，堆肥啟動(dòng)越快且溫度累積越高；堆肥結(jié)束時(shí)，3個(gè)處理的有機(jī)質(zhì)和總養(yǎng)分含量均能達(dá)到《有機(jī)肥料》（NY/T 525—2021）的要求，且粗粉碎處理的有機(jī)質(zhì)含量顯著高于其他2個(gè)處理（Plt;0.05）；堆肥結(jié)束時(shí)，粗粉碎和細(xì)粉碎處理種子發(fā)芽指數(shù)分別為88.14%和88.07%，達(dá)到腐熟要求。因此，廢棄蘿卜在粗粉碎和細(xì)粉碎情況下均能堆肥成功，考慮到處理成本，建議蘿卜堆肥時(shí)粗粉碎即可。

關(guān)鍵詞：蔬菜廢棄物；廢棄蘿卜堆肥；粉碎程度；養(yǎng)分；腐熟

中圖分類(lèi)號(hào)：X712" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2024）11-0018-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.11.004 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Nutrient and maturity characteristics of waste radish compost under different crushing degree

CHEN Yun-feng1， TONG Shan-kun2， LI Lan-xian3， WANG Rui-qi1， XIA Xian-ge1，

GUO Ke-wei4， MO Xiao-ming5， ZHAN Ya-bin1

（1.Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer， Hubei Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Fertilization from Agricultural Wastes， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Wuhan" 430064， China； 2.College of Chemistry and Environmental Engineering， Yangtze University， Jinzhou" 434023， Hubei，China； 3.Dongxihu District Agricultural Technology Extension Center of Wuhan City， Wuhan" 430040， China； 4.Yunxi Agricultural Technology Extension Center， Yunxi" 442600， Hubei，China； 5.Laifeng Agriculture and Rural Bureau， Laifeng" 445700， Hubei，China）

Abstract： The effect of crushing degree （no crushing， coarse crushing， fine crushing） on the nutrients and maturity of radish compost was studied with waste radish as the main material. The results showed that the higher the degree of crushing was， the faster the composting started and the higher the temperature accumulated. At the end of composting， the content of the organic matter and total nutrients of the three treatments could meet the requirements of “Organic Fertilizer” （NY/T 525—2021）， and the organic matter content of the coarse crushing treatment was significantly higher than that of the other two treatments（Plt;0.05）. At the end of composting， the germination index of seeds treated with coarse crushing and fine crushing was 88.14% and 88.07%， respectively， meeting the requirements for maturity. Therefore， waste radishes could be successfully composted in both coarse and fine crushing conditions. Considering the treatment cost， it was recommended to use coarse crushing during radish composting.

Key words： vegetable waste； waste radish compost； crushing degree； nutrients； maturation

中國(guó)蔬菜廢棄物的產(chǎn)生量達(dá)3.6億t/年［1］，如此多的蔬菜廢棄物如不及時(shí)處理，將會(huì)給居民的生產(chǎn)、生活帶來(lái)影響。蔬菜廢棄物具有含水率高的特點(diǎn)，導(dǎo)致其不適合被填埋、焚燒處理。堆肥因其技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低、處理后的產(chǎn)品可以直接施用于土壤，已經(jīng)成為處置蔬菜廢棄物的常用方法［2-5］。葉菜廢棄物堆肥的研究報(bào)導(dǎo)較多［6］，但是塊莖蔬菜廢棄物（如蘿卜）堆肥的研究較少。廢棄蘿卜含水量超過(guò)90%、體積較大、碳氮比（C/N）較低（lt;20）［7］，與堆肥發(fā)酵所要求的50%～60%含水量、1.3～7.6 mm粒徑、25∶1～30∶1的C/N要求相差甚遠(yuǎn)［8］，需要對(duì)廢棄蘿卜進(jìn)行物料調(diào)節(jié)和預(yù)處理?？紤]到蘿卜脫水措施如擠壓、烘干等成本較高，添加低含水量和高C/N輔料易造成輔料變主料現(xiàn)象［9］，而粉碎較為容易。基于此，本試驗(yàn)研究了粉碎程度對(duì)廢棄蘿卜堆肥過(guò)程的影響，以期在簡(jiǎn)易處理?xiàng)l件下能達(dá)到較好的腐熟效果，從而降低堆肥成本。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試廢棄蘿卜為非商品化的蘿卜，不含蘿卜葉子，廢棄蘿卜來(lái)自武漢市白沙洲農(nóng)副產(chǎn)品大市場(chǎng)，水稻秸稈粉來(lái)自湖北光美科技有限公司，豬糞來(lái)自湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)豬場(chǎng)，曬干粉碎后備用。供試材料基本性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，分別為不粉碎（蘿卜直徑大于10 cm、長(zhǎng)度大于15 cm）、粗粉碎（直徑和長(zhǎng)度均為5～10 cm）、細(xì)粉碎（直徑和長(zhǎng)度均小于5 cm）。每個(gè)處理均按照蘿卜鮮重的10%添加豬糞，按照5%添加水稻秸稈粉，調(diào)節(jié)后的物料含水量為83.2%，" C/N為14.6。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。采用白色塑料桶進(jìn)行試驗(yàn)，桶高70 cm、口徑54 cm，在桶體中部及底部打孔，增加空氣流通，同時(shí)讓滲濾液從桶底部流出。試驗(yàn)從2022年3月31日開(kāi)始，4月24日結(jié)束，共25 d。在3、8、13 d時(shí)翻堆通氣。

1.3 取樣及測(cè)定

堆體溫度采用溫度計(jì)法手動(dòng)測(cè)定，每天9：00、16：00測(cè)定堆體表層下30 cm處溫度，取其平均數(shù)為當(dāng)日溫度，同時(shí)記錄室溫。每天16：00稱(chēng)取堆肥物料質(zhì)量（總質(zhì)量減去桶質(zhì)量），計(jì)算物料損失率。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)采樣用于有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、全磷含量、全鉀含量、pH、電導(dǎo)率、種子發(fā)芽指數(shù)（GI）的測(cè)定分析，具體方法參考文獻(xiàn)［6］?？傪B(yǎng)分含量為全氮、全磷、全鉀含量之和。GI測(cè)定時(shí)，以黃瓜種子為供試種子，在培養(yǎng)皿中放2張濾紙，放10顆黃瓜種子，加入10 mL肥料浸提液，空白對(duì)照加5 mL的去離子水，在25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h，共設(shè)4個(gè)重復(fù)。通過(guò)發(fā)芽率、根長(zhǎng)計(jì)算GI，計(jì)算式如下。

GI=（處理組根長(zhǎng)×處理組發(fā)芽率）/（對(duì)照組根長(zhǎng)×對(duì)照組發(fā)芽率）×100%。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用單因素方差分析法分析各指標(biāo)的差異，采用origin 2021軟件作圖，采用SPSS26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 粉碎程度對(duì)蘿卜堆肥溫度的影響

2.1.1 溫度 溫度可以表征堆肥是否正常發(fā)酵［8］。3個(gè)處理的溫度均呈上升、保持高溫、降溫、接近室溫的趨勢(shì)（圖1）。在堆肥升溫期（0～5 d），3個(gè)處理的溫度持續(xù)上身，且大致呈細(xì)粉碎gt;粗粉碎gt;不粉碎的趨勢(shì)，說(shuō)明蘿卜經(jīng)過(guò)粉碎后更易于被微生物分解，有利于溫度的上升。在堆肥高溫期（6～10 d），3個(gè)處理的堆體溫度則與升溫期呈相反的趨勢(shì)，可能是經(jīng)過(guò)升溫期后，不粉碎處理的蘿卜逐漸被微生物分解，易于降解的物質(zhì)含量逐漸上升，致使其溫度逐漸超過(guò)細(xì)粉碎和粗粉碎處理；而粗粉碎和細(xì)粉碎處理的蘿卜由于在升溫期被微生物分解利用，導(dǎo)致其高溫期的溫度比不粉碎處理低。在降溫期（11～17 d），3個(gè)處理的溫度無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。在腐熟期（18～24 d），不粉碎處理的溫度低于其余2個(gè)處理，說(shuō)明不粉碎不利于溫度的保持。

2.1.2 積溫 在整個(gè)堆肥過(guò)程中，3個(gè)處理的積溫呈細(xì)粉碎gt;粗粉碎gt;不粉碎的規(guī)律（圖2），說(shuō)明粉碎有利于蘿卜堆肥溫度的累積。為了保證堆肥產(chǎn)品無(wú)病原菌，通常要求堆體溫度持續(xù)高溫（50 ℃）5 d以上。本次堆肥的溫度均沒(méi)有超過(guò)50 ℃，可能是由于蘿卜塊莖較大、表面積小，且堆體較小、熱量損失較快造成?？傊瑥亩逊史e溫上看，隨著粉碎程度的提高，廢棄蘿卜堆肥啟動(dòng)更快且整個(gè)過(guò)程發(fā)酵活動(dòng)更劇烈。

2.2 粉碎程度對(duì)蘿卜堆肥有機(jī)質(zhì)及總養(yǎng)分含量的影響

2.2.1 有機(jī)質(zhì) 《有機(jī)肥料》（NY/T 525—2021）要求肥料產(chǎn)品的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)30%以上。由圖3可知，堆肥結(jié)束時(shí)，不粉碎、粗粉碎和細(xì)粉碎3個(gè)處理的有機(jī)質(zhì)含量分別為39.96%、41.32%、40.46%，均達(dá)到NY/T 525—2021標(biāo)準(zhǔn)，且粗粉碎、細(xì)粉碎處理的有機(jī)質(zhì)含量高于不粉碎處理。從有機(jī)質(zhì)含量角度考慮，建議蘿卜粉碎后進(jìn)行堆肥處理。

2.2.2 總養(yǎng)分 《有機(jī)肥料》（NY/T 525—2021）要求肥料產(chǎn)品的總養(yǎng)分含量達(dá)4.0%以上。由圖4可知，堆肥結(jié)束時(shí)，不粉碎、粗粉碎和細(xì)粉碎3個(gè)處理的總養(yǎng)分含量分別為11.43%、12.03%、11.95%，均高于4.0%；且粗粉碎和細(xì)粉碎的總養(yǎng)分含量均高于不粉碎處理。由于堆肥有機(jī)質(zhì)降解帶來(lái)的濃縮效應(yīng)，通常會(huì)導(dǎo)致N、P、K含量上升［10］，最終會(huì)導(dǎo)致總養(yǎng)分含量上升。因此，在生產(chǎn)中一般不需要關(guān)注總養(yǎng)分含量是否達(dá)標(biāo)，而是要重點(diǎn)關(guān)注堆肥產(chǎn)品的有機(jī)質(zhì)含量是否達(dá)標(biāo)。從總養(yǎng)分的角度上考慮，建議蘿卜粗粉碎直接堆肥。

2.3 粉碎程度對(duì)蘿卜堆肥腐熟的影響

2.3.1 pH 通常用pH、電導(dǎo)率表征堆肥的腐熟程度［11］。堆肥過(guò)程中微生物不斷分解、利用有機(jī)酸，導(dǎo)致堆體pH逐漸上升；堆肥后期由于銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致pH逐漸下降［12］。堆肥產(chǎn)品的pH過(guò)低可能會(huì)造成土壤酸化，堆肥產(chǎn)品的pH過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致氮素?fù)p失。堆肥產(chǎn)品的適宜pH在5.5～8.5。由圖5可知，堆肥結(jié)束，不粉碎、粗粉碎的堆肥pH分別為8.98、8.92，均大于8.5，建議進(jìn)一步延長(zhǎng)陳化時(shí)間，從而降低pH。

2.3.2 電導(dǎo)率 電導(dǎo)率過(guò)高，可能會(huì)毒害植物，因此對(duì)肥料的電導(dǎo)率會(huì)作限量要求，通常要求控制在" " 4 mS/cm以?xún)?nèi)。在堆肥過(guò)程中，隨著大分子物質(zhì)的降解，電導(dǎo)率逐漸上升［13］，而隨著腐殖酸的形成、氨氣的揮發(fā)，堆肥電導(dǎo)率會(huì)下降［14］。由圖6可知，堆肥結(jié)束時(shí)，不粉碎、粗粉碎和細(xì)粉碎3個(gè)處理的電導(dǎo)率分別為4.78、4.90、4.93 mS/cm，均大于4 mS/cm。建議進(jìn)一步延長(zhǎng)陳化時(shí)間，將堆肥電導(dǎo)率降至合理范圍內(nèi)。這與張紅玉［15］、李春萍等［16］的研究結(jié)果一致。

2.3.2 種子發(fā)芽指數(shù) 種子發(fā)芽指數(shù)可以反映肥料是否對(duì)植物無(wú)害，一般當(dāng)GI大于70%時(shí)，可認(rèn)為肥料達(dá)到腐熟要求［3］。有機(jī)肥的GI通常呈下降、上升然后保持平穩(wěn)的趨勢(shì)，下降主要是產(chǎn)生了有毒有害物質(zhì)，上升主要?dú)w因于腐殖酸的形成、有毒有害物質(zhì)的分解，最終在堆肥腐熟期達(dá)到平穩(wěn)［17］?！队袡C(jī)肥料》（NY/T 525—2021）要求堆肥GI超過(guò)70%，堆肥結(jié)束時(shí)，不粉碎、粗粉碎和細(xì)粉碎3個(gè)處理的GI分別為61.70%、88.14%和88.07%（圖7），粗粉碎和細(xì)粉碎處理的GI均達(dá)到了腐熟要求，這與陳是吏等［18］、秦莉等［19］的研究結(jié)果一致。

3 小結(jié)

粉碎有利于堆肥啟動(dòng)及溫度累積，堆肥結(jié)束時(shí)，3個(gè)處理的有機(jī)質(zhì)和總養(yǎng)分含量均達(dá)到《有機(jī)肥料》（NY/T 525—2021）的要求，粗粉碎和細(xì)粉碎處理種子發(fā)芽指數(shù)分別為88.14%和88.07%，達(dá)到腐熟要求。因此，廢棄蘿卜在粗粉碎和細(xì)粉碎情況下均能堆肥成功，考慮到處理成本，建議蘿卜堆肥時(shí)粗粉碎即可。

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收稿日期：2024-07-25

基金項(xiàng)目：湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院領(lǐng)軍人才項(xiàng)目（L2018014）；湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所青年科學(xué)基金項(xiàng)目（2021ZTQJ02）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31870501）；湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年科學(xué)基金項(xiàng)目（NKY2024JJ11）；湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2024AFB389）

作者簡(jiǎn)介：陳云峰（1979-），男，湖北蘄春人，研究員，博士，主要從事有機(jī)廢棄物資源化利用與土壤生態(tài)學(xué)研究，（電子信箱）chen971314@163.com；通信作者，詹亞斌（1991-），男，湖北大冶人，博士，主要從事生態(tài)工程與有機(jī)廢棄物資源化利用研究，（電子信箱）zhanyabin@126.com。