哈爾濱煙田生物質(zhì)材料生化處理技術應用

顏培強，遲 鵬，關 鑫，李 瑩

(黑龍江省煙草公司哈爾濱煙葉公司，哈爾濱 150001)

綠色發(fā)展是關系我國發(fā)展全局的一個重要理念。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，2018年全國糧食總產(chǎn)量為13 158億斤，每年大約可生成7億多噸秸稈，大量生物“廢棄物”隨意處理，就容易出現(xiàn)大量焚燒現(xiàn)象,大氣遭到嚴重污染[1]。同樣，煙草行業(yè)面臨著大量的煙田生物質(zhì)廢棄物的處理問題。全國煙桿產(chǎn)量約為3 300萬噸，哈爾濱煙區(qū)每年就產(chǎn)生約9萬噸。目前，為了優(yōu)化煙葉結(jié)構(gòu)，給農(nóng)田帶來了大量的不適用的煙葉。不適用的葉片一般都是通過掩埋的方式進行處理，這樣勢必造成田地污染且費工費時。煙桿含有較多的粗纖維，在田間地頭幾個月至半年不會腐爛，不僅占用農(nóng)田，也極大地妨礙了下茬農(nóng)作物的種植。為了拔掉煙桿，需投入一定的勞力，增加了種植成本。通過回收廢棄秸稈，粉碎后進行快速無害化處理，加入多功能降解菌，制成有機肥料，這不但能清潔環(huán)境，還可為煙草生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)有機肥料，改良土壤，提高煙葉的品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

煙草秸稈(含水率30%～35%)；玉米秸稈(含水率15%～20%)；豆粕，發(fā)酵菌劑(由湖南碧野農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司研制，為微生物混合菌劑，顆粒狀，主要包括細菌、放線菌和真菌。菌劑含有較多嗜熱微生物，能促進有機質(zhì)的分解，縮短有機肥的腐熟時間)。

1.2 試驗方法

1.2.1 煙桿肥生產(chǎn)方法

試驗地點：肇州縣永勝鄉(xiāng)豐產(chǎn)村勝豐烤煙種植專業(yè)合作社。選取有機肥原料配方如下：按照重量配比，煙桿∶玉米桿∶豆粕∶發(fā)酵菌劑=80∶15∶4.5∶0.5。將煙桿和玉米桿粉碎，摻入豆粕、發(fā)酵菌種，利用制肥機，采用高溫殺菌發(fā)酵工藝，利用發(fā)酵產(chǎn)生的溫度，將豆粕充分腐熟。發(fā)酵蒸汽產(chǎn)生的高溫將有害微生物殺滅。出料后，加水至含水量為總物料的40%后熟發(fā)酵，根據(jù)發(fā)酵溫度和濕度進行翻料處理，一共翻料3次。

1.2.2 煙桿肥大田應用試驗

煙田試驗品種為龍江911。試驗田位于永勝鄉(xiāng)豐產(chǎn)村勝豐烤煙種植專業(yè)合作社，試驗面積為200畝。處理為以基肥方式增施100 kg煙桿有機肥，減少5 kg專用基肥量，畝施純氮2 kg，對照為常規(guī)施肥，與處理同等施氮水平畝施煙草專用基肥20 kg、硝酸鉀5 kg、硫酸鉀10 kg、三料5 kg，施肥、田間生產(chǎn)操作技術一致，大田期進行農(nóng)藝性狀、抗病性、經(jīng)濟性狀調(diào)查。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過程中煙梗物料的氣味、色澤、質(zhì)感的變化

發(fā)酵開始時，秸稈物料呈黃褐色，有刺鼻的煙味。發(fā)酵第2 d，表面有少量霉菌出現(xiàn)，略帶有霉味和發(fā)酵香味，手感黏稠。發(fā)酵第10 d，物料呈深褐色，有少量白色菌體出現(xiàn)，略有臭味。

2.2 發(fā)酵過程中秸稈堆體溫度的變化

溫度是有機肥發(fā)酵得以順利進行的重要因素，制約著有機肥發(fā)酵過程中微生物的活性、有機質(zhì)的分解速度及肥料的腐殖化程度，并起著殺死肥料中病原菌及蟲卵的作用。秸稈有機肥發(fā)酵過程中物料溫度整體經(jīng)歷了升溫階段、高溫階段和降溫階段。在發(fā)酵第2 d就進入快速升溫階段，高溫(≥50℃)時間持續(xù)達10 d，最高溫度達67℃。從發(fā)酵后的第20 d開始，隨著發(fā)酵過程的推進，微生物所需的營養(yǎng)成分越來越少，微生物活性也隨之減弱，最后溫度接近環(huán)境溫度并趨于穩(wěn)定。

2.3 肥料營養(yǎng)成分

成品肥料經(jīng)過黑龍江八一農(nóng)墾大學肥料檢測中心檢測，其有機質(zhì)含量為13%，總養(yǎng)分為8.9%，其中氮2.99%，磷1.31%，鉀4.6%。

2.4 農(nóng)藝性狀調(diào)查

從農(nóng)藝性狀的調(diào)查來看(表1)，煙桿肥與常規(guī)種植施肥總?cè)~片數(shù)量一致，其他指標基本相近，說明，畝施用100 kg煙桿有機肥可以實現(xiàn)減少55%專用肥和部分替代有機肥。

表1 農(nóng)藝性狀調(diào)查Tab.1 Investigation of agronomic characters

由表2可知，對照的氣候斑、花葉病病情指數(shù)高于處理。施用煙桿有機肥，可以土壤中有益微生物菌群數(shù)量，抑制有害菌繁殖，從而達到提高煙株的抗病性和對于不良環(huán)境的抗逆性的效果。

表2 煙株病情指數(shù)Tab.2 Tobacco incidence index

試驗煙田實行下部葉田間清除3片、頂部葉棄采棄烤1片的優(yōu)化結(jié)構(gòu)處理，2018年7月16日開始采收下部葉，8月10日開始采收中部葉，9月1日后待上部葉4～6片充分成熟后一次性采摘。如表3所示，處理比對照產(chǎn)量高出6.3%，產(chǎn)值高出7.3%，上等煙比例高出3%，均好于對照。在制肥過程中加入的土壤有益菌群，經(jīng)過大量擴繁之后存在于有機肥中，施入土壤后改良了土壤的微生物環(huán)境，優(yōu)化了土壤的理化性狀，促進了煙株田間生長發(fā)育，從而使產(chǎn)量有所提高。

表3 烤后煙葉經(jīng)濟性狀分析Tab.3 Economic traits of flue-cured tobacco leaves

3 試驗結(jié)論

利用煙田廢棄煙桿和農(nóng)田秸稈經(jīng)過加工和發(fā)酵后生產(chǎn)的有機肥可以在煙田和農(nóng)作物上替代其他肥料使用。施用有機肥的煙株大田長勢正常，田間整齊度高，現(xiàn)蕾比較集中，煙葉成熟。本試驗表明，施用煙桿有機肥的煙田花葉病、角斑病病害發(fā)生率明顯低于對照，分析為煙草殘體中含有茄尼醇具有抗菌效果[2]。生產(chǎn)過程中加入的土壤有益菌群通過擴繁之后更能抑制病害的發(fā)生，增強煙株抗病性，有效提高煙株的產(chǎn)量和質(zhì)量。

利用煙桿和農(nóng)田煙桿廢棄物集中處理發(fā)酵制成有機肥，既解決了農(nóng)民隨意焚燒秸稈造成的環(huán)境污染問題，又對閑置資源進行了循環(huán)利用，還改善了土壤質(zhì)量，增加了農(nóng)民的收益，該項技術的應用符合現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，是實現(xiàn)煙葉產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的重要技術之一。