葡萄秸稈替代木屑發(fā)酵制肥研究

黃森，胡定杰

(永康市能源辦公室，浙江 永康 321300)

在以豬糞為原料發(fā)酵生產(chǎn)商品有機(jī)肥的過程中，需要混合一定比例的木屑以提高好氧發(fā)酵效率[1]。近年來，商品木屑被大量應(yīng)用于生產(chǎn)顆粒燃料，價格大幅上漲，浙江地區(qū)商品木屑的平均價格已上漲到350元·t-1，浙北部分地區(qū)的價格甚至上漲到500元·t-1，直接導(dǎo)致有機(jī)肥生產(chǎn)成本提高。

浙江省現(xiàn)有葡萄種植面積32 500 hm2[2]，年產(chǎn)生葡萄秸稈10萬t。近年來，永康市率先創(chuàng)建“秸稈換肥”的收貯運模式，將全市的葡萄秸稈統(tǒng)一收集，作為有機(jī)肥發(fā)酵生產(chǎn)過程的原輔料進(jìn)行利用。葡萄秸稈的木質(zhì)素含量高，粉碎后可以替代商品木屑，從而降低發(fā)酵制肥成本。用不同粉碎粒徑、不同添加比例的葡萄秸稈替代商品木屑，與新鮮豬糞進(jìn)行混合堆肥發(fā)酵試驗，以期為相關(guān)研究和應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在永康市畜禽糞便收貯中心進(jìn)行。主要材料是新鮮豬糞、葡萄秸稈、商品木屑、污泥肥、液體發(fā)酵菌劑等。將葡萄秸稈粉碎成5 mm、10 mm、15 mm三種粒徑，商品木屑粒徑1 mm。試驗所用的葡萄秸稈從永康市秸稈換肥收貯運服務(wù)體系獲得。

1.2 方法

設(shè)置不同原料和不同秸稈混合比例的發(fā)酵堆，每堆重2 t，于每天上午10：00測量30 cm深處堆肥溫度。每隔2 d翻堆1次，當(dāng)溫度達(dá)到70 ℃以上時每天翻堆操作。測定堆肥原料及堆肥發(fā)酵前后發(fā)酵堆的pH值、水分、有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、總鉀含量。

選擇生地田塊播種蘇州青葉菜種，開展肥效對比試驗，在污泥肥、添加葡萄秸稈的發(fā)酵肥、添加商品木屑發(fā)酵肥3種肥料施用前后，測定比較土壤的pH值、電導(dǎo)率(EC)、有機(jī)質(zhì)、總氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對堆肥C/N的影響

堆肥發(fā)酵的一個重要因素是堆料的C/N，一般以20～40比較適宜[3-4]。C/N小，溫度上升快，但堆層達(dá)到的最高溫度低；C/N大，堆層達(dá)到的最高溫度高，但溫度上升慢。如表1所示，農(nóng)作物秸稈的C/N一般較高，葡萄秸稈的C/N實測為53.25，商品木屑的C/N實測為475.31，均明顯超出適宜C/N的最大值(40)。畜禽排泄物的C/N普遍較低，豬糞C/N實測為16.79，低于適宜C/N的最小值(20)。

設(shè)置20%、30%、40%的葡萄秸稈添加比例和20%的商品木屑添加比例，與新鮮豬糞進(jìn)行混合。經(jīng)測試，發(fā)酵前4個混合堆料的C/N為27.66～30.84，均符合常規(guī)堆肥的起始C/N要求，適于堆制發(fā)酵。這說明，通過添加適量的葡萄秸稈，可以調(diào)節(jié)堆肥C/N，促進(jìn)堆肥發(fā)酵。

表1 原料和堆料的C/N

2.2 秸稈粉碎粒徑對發(fā)酵的影響

不同農(nóng)作物秸稈的顆粒堆積密度和理化特性存在差異[5]。葡萄秸稈屬于纖維性木質(zhì)，粉碎后呈條絲狀。從發(fā)酵后的檢測分析結(jié)果(表2)可以看出，當(dāng)葡萄秸稈的粉碎粒徑在15 mm以下時，粉碎粒徑對發(fā)酵后成品的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量影響不大。如圖1所示，用粒徑小的葡萄秸稈混合發(fā)酵制得的成品，秸稈腐熟分解程度高，性狀均勻；而用粒徑大的葡萄秸稈混合發(fā)酵制得的成品，秸稈腐熟分解程度低，均勻度相對差。綜合考慮粉碎成本和外觀品質(zhì)，葡萄秸稈的粉碎程度在10 mm較為適宜。

表2 不同原料發(fā)酵后的檢測結(jié)果

圖1 不同粉碎粒徑的葡萄秸稈及商品木屑與豬糞混合發(fā)酵后的性狀

2.3 秸稈混合比例對發(fā)酵的影響

將葡萄秸稈按不同添加比例(20%、30%、40%)與豬糞混合堆肥發(fā)酵。檢測結(jié)果(表3)說明，秸稈比例增加明顯提高了有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)含量。各處理堆肥成品的總養(yǎng)分(氮、磷、鉀)含量均符合商品有機(jī)肥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但隨秸稈添加比例的增加，總養(yǎng)分含量相應(yīng)下降。

圖2說明，秸稈添加比例20%的發(fā)酵成品，秸稈腐熟分解程度高，外觀性狀均勻，添加比例40%的發(fā)酵成品，秸稈腐熟分解不夠完全，外觀均勻度相對差。綜合考慮發(fā)酵成品有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量，以及熟腐發(fā)酵性狀，認(rèn)為20%秸稈的混合比例較為適宜。

表3 不同原料發(fā)酵后的檢測結(jié)果

圖2 不同添加比例的葡萄秸稈與豬糞混合發(fā)酵后的性狀

2.4 肥效對比

田間肥效試驗結(jié)果(表4)說明，用添加葡萄秸稈的發(fā)酵肥(20%秸稈+80%豬糞)和添加商品木屑的發(fā)酵肥(20%木屑+80%豬糞)處理的田地，有機(jī)質(zhì)含量明顯高于生地和污泥肥處理的田地。試驗地塊的土壤pH呈酸性，施用污泥肥的地塊土壤pH較CK呈下降趨勢，而施用添加葡萄秸稈的發(fā)酵肥和添加商品木屑的發(fā)酵肥處理的土壤pH值均提高到5.0以上，尤其是后者的土壤pH為5.33，改善了土壤的酸化情況。與CK相比較，各施肥處理的土壤EC值均有明顯增加，這與土壤養(yǎng)分含量增加等有關(guān)。該生地土壤養(yǎng)分含量較低，土壤全氮含量僅為0.25 g·kg-1，速效養(yǎng)分含量也較低。各用肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量都大幅提高，其中，以添加秸稈的2種發(fā)酵肥處理后土壤指標(biāo)提升最快，尤其是施用添加葡萄秸稈的發(fā)酵肥后，有機(jī)質(zhì)含量24.72 g·kg-1，全氮含量1.37 g·kg-1，速效氮含量154.04 mg·kg-1，速效磷含量457.29 mg·kg-1，速效鉀含量1 001.96 mg·kg-1。從葉菜生長的情況來看，播種后10 d內(nèi)，添加葡萄秸稈的發(fā)酵肥由于疏松度高、保水作用好，比其他肥料在土壤中的釋放快，葉菜出芽也快，出芽率也高。

表4 不同肥料施用后土壤肥力檢測結(jié)果

3 討論

試驗比較了葡萄秸稈不同粉碎粒徑、不同混合比例對有機(jī)肥堆肥發(fā)酵的影響，結(jié)果表明，當(dāng)葡萄秸稈粉碎粒徑為10 mm、添加比例為20%時，可以有效調(diào)節(jié)堆肥碳氮比，提高堆肥發(fā)酵溫度，延長堆肥高溫期，促進(jìn)堆肥發(fā)酵，堆肥后的成品有機(jī)肥養(yǎng)分含量較高，外觀均勻，商品性較好。田間肥效對比試驗表明，施用添加秸稈發(fā)酵制成的有機(jī)肥可以增加土壤有機(jī)質(zhì)、提高土壤養(yǎng)分和pH值，實現(xiàn)快速改土培肥、促進(jìn)農(nóng)作物生長的目的。

葡萄秸稈原料充足，有機(jī)質(zhì)含量與木屑接近，養(yǎng)分含量高于木屑，完全可以替代商品木屑等作為有機(jī)肥生產(chǎn)的原料和輔料，從而降低有機(jī)肥生產(chǎn)成本。