幾種輔助材料對羊糞堆肥腐熟過程的影響

摘" "要" "為探討不同輔助材料對羊糞堆肥腐熟過程的影響，以及腐熟后的羊糞對葡萄幼苗肥效的影響，以期找到能夠快速腐熟羊糞、提供高含量養(yǎng)分且不易造成燒苗現(xiàn)象的處理方法，在羊糞中添加微生物菌劑、干草等發(fā)酵輔助材料，采用隨機區(qū)組設(shè)計，對不同處理羊糞腐熟效果進行調(diào)查分析，并將腐熟后的羊糞作為肥料施用于1年生新郁葡萄幼苗，對比不同處理組葡萄幼苗生長情況。結(jié)果表明，引入微生物菌劑等輔助材料能有效促進羊糞腐熟，縮短腐熟時間10～15 d，提高腐熟質(zhì)量；相較于對照，施用添加微生物菌劑（處理1和處理2）的腐熟羊糞后，葡萄幼苗株高分別增長17.8%和16.96%，莖粗分別增長12.96%和21.7%，特別是液態(tài)微生物菌劑（處理2）表現(xiàn)出更優(yōu)異的效果。

關(guān)鍵詞" "輔助材料；堆肥；羊糞；腐熟

【項目資助】：財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項”（CARS-29-30）。

古麗加汗·克熱木，艾力皮拉·艾尼瓦爾，趙榮華，陳光，蔡軍社，新疆葡萄瓜果研究所，郵編828300（鄯善）。

收稿日期：2024-10-10

*通訊作者：蔡軍社（E-mail：abc8303099@126.com）

有機肥料在提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)以及維護土壤健康方面發(fā)揮著重要作用。然而，未經(jīng)處理的有機廢棄物可能會對環(huán)境造成負(fù)面影響[1-4]。因此，研究高效、環(huán)保的有機肥處理和應(yīng)用方法對于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

以往的研究表明，微生物菌劑可以加速有機物分解，提高堆肥質(zhì)量[4-5]。同時，添加干草等輔助材料也被證明可以促進堆肥的腐熟過程。然而，關(guān)于這些材料對羊糞堆肥過程的具體影響以及腐熟后的肥效研究較少。此外，盡管有機肥料在提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和土壤健康方面具有明顯優(yōu)勢[5-11]，但如何確保有機肥料快速腐熟，并且避免其對作物造成燒苗等不利影響[12]，仍是需要解決的問題。

本研究選取微生物菌劑和干草等輔助材料作為研究對象，通過隨機區(qū)組試驗設(shè)計，探討這些材料對羊糞堆肥腐熟過程的影響，以及腐熟后的羊糞施用于葡萄幼苗后的生長表現(xiàn)，以期找到一種能夠快速腐熟羊糞、提供高含量養(yǎng)分且不易造成燒苗的處理方法。

1" "材料與方法

1.1" "材料" "試驗設(shè)在新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所試驗地，試驗原料為當(dāng)年的羊糞，輔助材料如下：①粉狀微生物菌劑（精耕天下農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)），有效活菌數(shù)（CFU）≥2億/g；②液體微生物菌劑（吐魯番市賽騰農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)），有效活菌數(shù)（CFU）≥2億/mL；③秸稈（枯草、干樹葉）。

1.2" "方法

1.2.1" "試驗設(shè)計" "見表1。

為確保羊糞堆肥的有效性和安全性，混合均勻羊糞和輔助材料是至關(guān)重要的。在開始堆肥前，應(yīng)確保物料水分含量保持在55%～65%（促進微生物活動的理想狀態(tài)）。將物料在較寬敞的平地堆成長5 m、底部寬1.5 m、高約0.6 m的條垛式肥堆，加入10 kg二銨調(diào)節(jié)碳氮比（C/N）。每個處理堆肥物料總質(zhì)量為2 t。用塑料膜包裹肥堆保持水分，并用重物壓緊以避免風(fēng)吹散失。

在整個堆肥化過程中，溫度是一個關(guān)鍵監(jiān)測指標(biāo)，因為它能反映微生物活動的強度和堆肥化進程。每天應(yīng)固定時間測量堆體內(nèi)部深20～30 cm處的溫度，并在最后使用平均值來評估堆肥的溫度變化。根據(jù)溫度變化，大約每10 d進行1次人工翻堆以供氧，這有助于加速微生物分解過程。翻堆后，應(yīng)將物料重新堆成原狀，以確保堆肥過程的連續(xù)性。在每次翻堆時，應(yīng)從堆體內(nèi)部不同的5個位置混合取樣，總共取樣3次，以獲得代表性樣本。取出的樣本應(yīng)放置在陰涼通風(fēng)的地方自然風(fēng)干，以便后續(xù)分析。

腐熟后的堆肥應(yīng)施用在1年生新郁葡萄幼苗上。為評估堆肥效果，應(yīng)隨機選擇15株高度基本一致的葡萄，在距離根部20～30 cm處挖兩個坑，每個坑倒入約15 kg腐熟的堆肥。施肥后，應(yīng)繼續(xù)進行常規(guī)管理以確保葡萄幼苗健康生長。

為評估堆肥對葡萄幼苗生長的影響，每個月在固定時間測量植株高度、莖粗和葉綠素含量等關(guān)鍵生長指標(biāo)。

1.2.2" "測定指標(biāo)

1）堆肥腐熟過程的溫度。為準(zhǔn)確監(jiān)測堆肥不同部位溫度變化，在肥堆的多個位置插入電子地溫溫度計，每天下午4：00準(zhǔn)時記錄溫度計讀數(shù)。為了校準(zhǔn)溫度數(shù)據(jù)并考慮環(huán)境因素對堆肥溫度的影響，我們參考了小型智能氣象臺測量的氣溫數(shù)據(jù)，包括空氣溫度、濕度、風(fēng)速等。結(jié)合堆肥內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)和外部環(huán)境氣象數(shù)據(jù)，可以更準(zhǔn)確地評估堆肥的腐熟狀態(tài)，并調(diào)整堆肥管理策略以確保最佳腐熟效果。

2）種子發(fā)芽率。試驗所用種子為青縣興云種業(yè)有限公司生產(chǎn)的“大紅袍”蘿卜種子。將堆肥樣品與蒸餾水按 1 g ∶ 10 mL 比例混合，充分震蕩，在30 ℃條件下浸提24 h后再過濾。事先在培養(yǎng)皿內(nèi)墊上2層濾紙，然后吸取5 mL 濾液倒入培養(yǎng)皿內(nèi)，均勻點播50粒飽滿的蘿卜種子，30 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h測定發(fā)芽率，以蒸餾水為對照。

3）葡萄幼苗生長指標(biāo)。①株高（cm）。用卷尺測量從幼苗基部到主蔓頂端的垂直高度。②莖粗（mm）。用游標(biāo)卡尺測量主莖第8片葉上方1 cm處的直徑。③葉綠素含量。用上海Dualex葉綠素測量計測定第8片葉的葉綠素含量。

1.3" "數(shù)據(jù)分析" "采用office 2010辦公軟件進行數(shù)據(jù)圖表分析，用SPSS 19.0軟件進行方差分析，用Duncan’s 法在Plt;0.05水平下進行多重比較。

2" "結(jié)果與分析

2.1" "不同輔助材料對羊糞腐熟溫度的影響

溫度變化與堆體內(nèi)微生物活躍程度以及有機質(zhì)分解轉(zhuǎn)化速度緊密相關(guān)。從圖1可以看出，在羊糞開始腐熟的第8～15 d內(nèi)，處理1和處理2都出現(xiàn)了高溫期，其溫度范圍在53～60 ℃。自第15 d起，溫度趨于穩(wěn)定，維持在約50 ℃水平。而對照組在第34～37 d間出現(xiàn)了一次短暫的高溫期，最高溫度達到53.7 ℃，而在其他時間點，處理3和對照組的溫度基本保持在46～50 ℃的恒定狀態(tài)。這說明，添加微生物菌劑可以提高堆肥溫度的提升速率和堆肥最高溫，使堆肥腐熟進程更快地啟動，有助于縮短羊糞腐熟所需時間。

2.2" "不同輔助材料對羊糞腐熟程度的影響

堆肥腐熟過程中的一些物理和化學(xué)變化可以通過感官來判斷。從表2可以看出，在堆肥過程中，各處理組的色澤、氣味、顆粒度等物理指標(biāo)都經(jīng)歷了顯著的變化。隨著物料逐漸腐熟，堆料顏色從初始的茶黃色逐漸變深。在顆粒度方面，有機質(zhì)從最初的團塊狀、不均勻性，逐漸變得松散、均勻、手感細(xì)膩。在堆肥初期，所有處理組的堆體都散發(fā)出明顯的糞臭味和較大的氨味。隨著腐熟進入后期，糞臭味逐漸消失，取而代之的是淡淡的土腥味，且不再吸引蚊蠅。從外在品質(zhì)來看，處理1和處理2腐熟所需時間相對較短，在25 d左右就能達到充分腐熟狀態(tài)，這表明添加微生物菌劑促進了堆肥的更高效的腐熟，有利于縮短腐熟時間。

2.3" "不同輔助材料腐熟的羊糞對種子發(fā)芽率的影響

種子發(fā)芽率是衡量堆肥腐熟程度的一個重要指標(biāo)。根據(jù)圖2的數(shù)據(jù)可以看出，不同堆肥時間處理的蘿卜種子發(fā)芽率存在顯著差異。堆肥初期，肥料對植物生長的抑制作用非常明顯，在48 h內(nèi)僅用清水的種子發(fā)芽率可以達到99%，而經(jīng)過堆肥處理的種子發(fā)芽率大多僅在50%以上，其中處理2發(fā)芽率最高，達到62%，比對照組高出9%。隨著堆肥時間的延長，堆肥腐熟度逐漸提高，種子發(fā)芽率也隨之增加。在發(fā)酵的第20 d，堆肥處理的種子發(fā)芽率從高到低依次為處理1、處理2、對照、處理3，這表明處理1和處理2基本完成了腐熟。到發(fā)酵的第30 d，包括對照在內(nèi)的所有處理種子的48 h內(nèi)發(fā)芽率都超過了80%，此時堆肥對種子發(fā)芽的抑制作用消失。由此表明，添加微生物菌劑的堆肥需要17～22 d時間達到腐熟效果，而對照則需要45 d以上才能基本腐熟。

2.4" "不同輔助材料腐熟的羊糞對葡萄幼苗株高的影響

從圖3可以看出，將腐熟后的羊糞施用于新郁葡萄1年生幼苗，處理2的綜合效果與其他處理相比具有顯著差異。雖然在施用前隨機選了株高基本一致的葡萄苗，對照組和處理2的平準(zhǔn)高度略高了一些，但是在施肥1個月后，處理2的株高顯著高于其他處理。在接下來的兩個月里，處理1和處理2比對照高出15～30 cm。3個月后，處理1和處理2分別比對照高出17.8%和16.96%。這再次證明在堆肥中加入微生物菌劑將成為減少肥料氮損失的試驗結(jié)果，因此有機肥充分腐熟后，對植物生長有顯著促進作用。

2.5" "不同輔助材料腐熟的羊糞對葡萄幼苗直徑的影響

研究表明，施用處理2的葡萄幼苗直徑均顯著高于對照組和其他處理。隨著施肥時間的推移，所有處理的幼苗直徑均有所增加，其中處理2表現(xiàn)尤為顯著，其平均直徑比對照高出21.7%，處理1與對照差異不大；處理3幼苗直徑最小。

2.6" "不同輔助材料腐熟的羊糞對葡萄幼苗葉片葉綠素的影響

葉綠素指數(shù)[mgC/（mgChla h）]是衡量葉綠素含量及其活性的重要指標(biāo)，葉綠素指數(shù)越高，表明葉綠素含量越豐富，光合作用效率越高。葉綠素的合成受到多種因素影響，包括溫度、水分、營養(yǎng)等。根據(jù)圖5的數(shù)據(jù)分析，對照的葉綠素指數(shù)最低，處理3與對照有顯著差異，處理1和處理2間差異不大，說明處理3在提高新郁葡萄葉綠素含量方面效果顯著。

3" "小結(jié)與討論

試驗結(jié)果表明，添加液態(tài)或粉狀微生物菌劑可以顯著促進羊糞腐熟，縮短腐熟時間10～15 d；提高堆肥溫度，保持較長高溫期，不但可以殺死有機肥里有害病蟲，還有利于分解養(yǎng)分并提高腐熟質(zhì)量。施用腐熟菌劑和有機肥配套施肥的方式，不僅能夠激發(fā)秸稈本身的養(yǎng)分，還能激發(fā)有機肥的養(yǎng)分，從而達到化肥減量增效的目的[13-16]。

在發(fā)酵的第20 d，堆肥處理的種子發(fā)芽率從高到低依次為處理1gt;處理2gt;對照gt;處理3，這表明處理1和處理2在20 d內(nèi)基本完成了腐熟。添加微生物菌劑使羊糞腐熟程度高，加快堆肥原料脫毒效率，有利于植物種子發(fā)芽。

將腐熟后的羊糞施用于新郁葡萄1年生幼苗后，處理1和處理2表現(xiàn)較好，其株高分別比對照高17.8%和16.96%，莖粗分別比對照高12.96%和21.7%，這表明經(jīng)過微生物菌劑處理的羊糞能夠更有效地促進葡萄幼苗生長。

綜上，本試驗證實了微生物菌劑在加速羊糞腐熟和提高羊糞腐熟質(zhì)量方面的效果，以及腐熟羊糞對葡萄幼苗生長的促進作用。

在吐魯番地區(qū)，春季氣溫升到20 ℃以上后，添加優(yōu)質(zhì)的微生物菌肥，在田間地頭就可以進行有機肥的腐熟，此快速簡便的腐熟方法能夠幫助農(nóng)民更好地自制腐熟羊糞有機肥，降低生產(chǎn)成本，改良土壤，減少化肥用量。

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