秸稈腐熟菌劑堆肥試驗初報

樊平 王強 薛鵬飛

摘 要：為了發(fā)展秸稈還田循環(huán)農(nóng)業(yè)，驗證不同秸稈腐熟劑產(chǎn)品的使用效果，開展了秸稈腐熟菌劑堆肥試驗，結(jié)果表明，適宜當(dāng)?shù)貧夂蚝透鳁l件的高效腐熟菌劑復(fù)合菌為：康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬熱側(cè)孢霉+耐鹽枯草桿菌J3+芽孢枯草桿菌J2+乳酸菌。經(jīng)過堆肥實驗驗證，該秸稈腐熟劑對纖維素的降解率達20.46%，降解效果好。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物秸稈;腐熟劑;堆肥試驗

中圖分類號 S216.4文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）20-0037-02

農(nóng)作物秸稈是豐富的自然資源，我國每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量達6.4億t，占世界秸稈總產(chǎn)量的20%～30%[1]。農(nóng)作物秸稈中含有碳、氮、磷、鉀及各種微量元素，是寶貴的可再生資源。秸稈堆肥還田可使作物在生長期吸收的大部分營養(yǎng)元素回歸土壤，進而提升土壤中的有機質(zhì)和速效養(yǎng)分含量，維持土壤養(yǎng)分的動態(tài)平衡，改善土壤團粒結(jié)構(gòu)和土壤理化性狀，培肥地力，減少化肥施用量，從而達到作物増產(chǎn)増效的目的，對于促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

復(fù)合微生物菌劑是由2種或2種以上的互相不拮抗的微生物菌種制成的微生物制劑，具有種類全、配伍合理、功能性強、經(jīng)濟效益高等特點[1]。秸稈腐熟劑中富含高效微生物菌，能加速秸稈腐熟，值得在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用[2]。秸稈降解微生物主要包括里氏木霉、綠色木酶、黑曲霉、芽孢桿菌、白腐菌、酵母和乳酸菌等，利用這些微生物可產(chǎn)生纖維素酶、半纖維素酶和木質(zhì)素酶，進而降解秸稈。因此，篩選高效秸稈降解菌，已成為了秸稈腐熟劑生產(chǎn)的關(guān)鍵[3]。秸稈腐熟劑可加速秸稈中有機物的降解，發(fā)酵的有機肥施入農(nóng)田中，可增加土壤有機質(zhì)含量，提高農(nóng)作物抵御病害能力，加快農(nóng)作物秸稈的資源化利用，減少秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染[4-5]。

為了發(fā)展秸稈還田循環(huán)農(nóng)業(yè)，本研究以山東濱州博華生態(tài)農(nóng)業(yè)基地為試驗點，篩選出不同的耐高、中、低溫且具有較強腐熟能力的菌株，探索適宜不同溫度環(huán)境條件、生長較穩(wěn)定的微生物菌種組合對秸稈腐熟的效果以及應(yīng)用到大田后的實際效果，制備高效腐熟菌劑，將生產(chǎn)出來的有機肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，實現(xiàn)秸稈及其他農(nóng)林副資源的回收利用。

1 材料與方法

1.1 供試菌種 供試菌種有枯草芽孢桿菌D3、D5、J2、A4303、A1089，耐鹽芽孢桿菌J3，臘樣芽孢桿菌S1，巨大芽孢桿菌S5，白腐真菌，嗜熱側(cè)孢霉，黑曲霉，康寧木霉，乳酸菌。組成2種不同發(fā)酵菌劑：（1）康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬熱側(cè)孢霉+耐鹽枯草桿菌J3+芽孢枯草桿菌J2+乳酸菌;（2）康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬熱側(cè)孢霉+芽孢枯草桿菌D3+芽孢枯草桿菌D5+乳酸菌。2組腐熟菌劑配方進行玉米秸稈腐熟實驗，采用市場常用腐熟劑（康寧木霉+黑曲霉+枯草芽孢桿菌A4303+枯草芽孢桿菌A1089+枯草芽孢桿菌J2+耐鹽芽孢桿菌J3+臘樣芽孢桿菌S1+巨大芽孢桿菌S5）作為對照，通過檢測玉米秸稈堆肥營養(yǎng)物質(zhì)變化、秸稈腐熟狀態(tài)、有機質(zhì)、氮磷鉀、含水量等指標(biāo)，綜合評價腐熟效果。

1.2 菌種培養(yǎng)及擴繁 LB培養(yǎng)基活化細菌枯草芽孢桿菌D3、D5、J2、J3菌種;PDA培養(yǎng)基活化康寧木霉、白腐真菌、嗜熱側(cè)孢霉、黑曲霉菌種;MRS培養(yǎng)基活化乳酸菌菌種。擴繁培養(yǎng)：（1）細菌擴繁培養(yǎng)：紅糖50g/L、尿素7g/L、硫酸二氫鉀0.1g/L，單菌種接種量2.5%;（2）真菌擴繁培養(yǎng)：麩皮80%、玉米面20%、氯化錳0.6%，含水量50%～60%，單菌接種量15%（3）乳酸菌擴繁培養(yǎng)：紅糖60g/L、尿素30g/L、硫酸二氫鉀1g/L，接種量2.5%。

1.3 堆肥方法 在生物肥廠直接采用玉米秸稈堆肥，每堆50kg，設(shè)置不加任何菌劑的空白發(fā)酵堆（對照組1）和市場腐熟菌劑發(fā)酵堆（對照組2）作為對照，新腐熟劑發(fā)酵堆（實驗組1）和（實驗組2），每堆重復(fù)3次。各腐熟劑按發(fā)酵堆1%接入發(fā)酵堆中，不同菌種平鋪撒施混勻，覆蓋薄膜，置于室外進行發(fā)酵腐熟14d，檢測發(fā)酵堆pH值、溫度、氮、磷、鉀、纖維素等指標(biāo)檢測。

1.4 檢測指標(biāo)及方法 總氮測定采用凱氏定氮法;速效鉀含量采用火焰光度計法;速效磷含量采用碳酸氫鈉法;纖維素含量采用國標(biāo)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵堆外觀及水分、溫度變化 從表1可以看出，秸稈發(fā)酵堆料的顏色在發(fā)酵前是黃褐色的，含水量72.68%，沒有添加任何發(fā)酵菌劑的秸稈堆肥中，顏色逐漸加深，這是由于自然界中存在天然微生物發(fā)酵，秸稈開始腐化;而添加了腐熟劑的秸稈堆肥，顏色明顯更深，逐漸變?yōu)樯詈稚?，黑褐色、其中實驗組的顏色更深，說明實驗組的菌種組合對秸稈的腐化更為明顯。發(fā)酵堆溫度的變化與顏色變化相一致，發(fā)酵堆的溫度在不同的腐熟菌劑影響下，溫度都有升高，其中實驗組1的溫度達到50℃，可能與其中芽孢枯草桿菌D5和D3更加適應(yīng)高溫環(huán)境有密切關(guān)系。實驗組料堆菌種菌絲密布，其中噬熱側(cè)孢霉菌絲能直接觀察到，同時水分也在逐漸減少，自然腐化中含水量減少25.43%，對照組2和實驗組1、實驗組2分別比發(fā)酵前的含水量減少34.16%、56.18、53.56%。水分減少越多，說明發(fā)酵堆中溫度高，水分利用多，發(fā)酵菌劑活動更為活躍，腐化效果好。pH值變化也在不斷降低，但變化不明顯。

2.2 發(fā)酵堆營養(yǎng)物質(zhì)變化 從表2可以看出，秸稈發(fā)酵堆料中氮磷鉀的含量都發(fā)生了明顯的變化，其中實驗組1大量釋放氮素，氮含量比發(fā)酵前增加31.03%，說明實驗組1的菌種組合能有效地釋放玉米秸稈中的氮。同樣，經(jīng)過2個實驗組發(fā)酵腐熟的秸稈中磷、鉀的含量也較2個對照組、發(fā)酵前都出現(xiàn)增加，而有機質(zhì)含量則出現(xiàn)了下降。比較實驗組和對照組，實驗組1的營養(yǎng)物質(zhì)總量高于其他2組，有機質(zhì)含量低于其他2組，腐熟效果較好。

2.3 纖維素降解率變化 由表3可知，秸稈發(fā)酵堆料后，秸稈粗纖維的含量都發(fā)生了明顯降低，降解率也有所不同。降解率越高，說明發(fā)酵效果好，實驗組纖維素的降解率都高于對照組，其中實驗組1的降解效果最好，達20.46%。

3 結(jié)論

由本次試驗可知，實驗組1采用康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬熱側(cè)孢霉+J3+J2+乳酸菌菌種組合組成秸稈腐熟劑，經(jīng)過14d腐熟后，堆肥后的氮磷鉀含量明顯增加，纖維素降解率達20.46%，降解效果好，能使秸稈快速腐熟，使秸稈中所含的有機質(zhì)降解為植物生長所需的營養(yǎng)。秸稈腐熟劑在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用很廣，特別是生物肥料廠和一些大型的種植場，同時也加快發(fā)酵速度，節(jié)省成本，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)循環(huán)發(fā)展。

參考文獻

[1]羅麗艷，尹微景，洪雙，等.秸稈腐熟劑的構(gòu)建及其在秸稈堆肥還田中的作用研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2017（10）：7-9.

[2]包士忠，施儉，郭棟，等.秸稈腐熟劑中微生物菌種組合篩選試驗初報[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2015（03）：32-34.

[3]韓夢穎，王雨桐，高麗，等.降解秸稈微生物及秸稈腐熟劑的研究進展[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2017，48（06）：1024-1030.

[4]Mehta C M，Palni U，F(xiàn)ranke-Whittle I H，et al.Compost：its role，mechanism and impact on reducing soil-borne plant diseases[J].Waste Management，2014，34（3）：607-622.

[5]Martinez-Blanco J，Lazcano C，Christensen T H，et al.Compost benefits for agriculture evaluated by life cycle assessment：a review[J].Agronomy for Sustainable Development，2013，33（4）：721-732.

（責(zé)編：張宏民）