小规模蚕沙好氧堆肥中试及蚕沙肥效调查

叶学林 仰勇 陈钦藏 李庆荣 罗永森 杨琼

（1茂名蚕业技术推广中心，广东化州 525100；2广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东广州 510610）

化州蚕区养蚕历史悠久，目前仍是广东蚕桑主产地区，桑园面积达9.1万亩。生产上的传染性蚕病病原菌主要来自排泄的蚕粪及混杂的病死蚕，是蚕病病原的主要载体[1]。长期以来，蚕沙在蚕区乱丢乱弃现象极为严重，且对其危害未引起足够的重视。对蚕沙病原的无害化处理是蚕病防治的一个重要盲区，未能指导生产。十二五期间，国家蚕桑产业技术体系开展蚕沙无害化专项研究，建立了蚕沙化学消毒堆肥一体化技术[2]，彻底解决了蚕沙病原无害化和蚕沙肥害无害化的难题。

为了减少蚕沙病原的污染，将蚕沙变废为宝，解决蚕区的生产难题，项目组在化州笪桥建成批处理能力15 t的蚕沙无害化处理及肥料化中试示范基地，以蚕沙为主要原料，桑枝为调理剂，以蚕沙消毒堆肥一体化技术为核心，开展小规模蚕沙就地消毒集中堆肥处理工艺和蚕沙肥效研究，为以养蚕村为处理单位开展净化蚕区的病原和生态环境污染，实现废弃物资源化利用提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 实验材料

蚕沙：将表面消毒后的蚕沙集中收集，运至基地作为堆肥原料。

桑枝：从蚕区收集，晒干后粉碎，干燥处理后保存备用。

桑种子：由广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所提供。

1.2 试验方法

小规模蚕沙集约化堆肥处理基地建设：在化州笪桥建立蚕沙小规模堆肥处理中试基地，场地总面积300 m2,堆肥批处理能力为15 t。按照相对完整的好氧堆肥系统规划不同功能区域，包括原料储存、原料预处理、发酵、陈化、成品储存等。

小规模好氧堆肥处理：将粉碎后桑枝做为调理剂，将蚕沙：桑枝粉按80：20的比例混合，用铲车进行搅拌，使物料均匀，调整含水率在50%-55%，C/N为15∶1-20∶1。堆肥材料中加入微生物菌剂，菌剂添加量为0.3%。采用条剁堆肥方式，堆体底部宽为150 cm左右，堆高为80 cm，7d翻堆1次。

堆肥的腐熟度评价指标研究：选择物理指标和生物指标作为小规模堆肥腐熟度快速判断标准。其中物理学指标选用颜色、气味、堆温等指标，颜色指标采用目测法，气味指标采用鼻嗅法，堆温指标采用电子数显温度计于每日上午8:00和下午5:00分两次记录蚕沙各部位的温度，取两次数值的平均值作为当天的堆温。生物学指标选择种子发芽指数(GI)[3]，每隔7d取样调查发芽指数。综合以上各指标提出小规律蚕沙堆肥腐熟度快速判断标准。

蚕沙有机肥肥效调查：在笪桥原蚕桑园开展堆肥腐熟后的蚕沙有机肥肥效试验，设化肥对照，化肥对照的施肥方法是采用造桑造肥，蚕沙有机肥组是在化肥组造桑造肥的基础上，冬期增施蚕沙有机肥作基肥，用量为2250 kg/亩，调查了桑园土壤有机质含量、桑叶产量、桑叶主要营养成分可溶性糖含量。

2 试验结果

2.1 腐熟度评价指标

2.1.1 物理指标

颜色变化：堆肥开始时颜色以墨绿色为主，随着堆肥的进行颜色逐渐加深，最后呈深褐色和黑色。

气味变化：蚕沙在堆制前无明显臭味，带有桑沙特有的气味，随着发酵后逐渐散发去轻微的臭味，堆制28d后臭味基本消失，发出腐殖质特有的气味。

堆肥温度变化：蚕沙堆肥后升温迅速，第3天达到最高温65℃，高温期≥55℃可达14天，这一温度符合蚕沙病原灭活要求[4]。经过4次翻堆处理后(28d)，堆肥温度明显下降且趋于常温，见图1。

2.1.2 生物学指标

共进行了5次取样，分别为堆肥混合后堆制前、堆肥后第7d、第14d、第21d和第28d，发芽指标分别为19.2%、26.1%、34.3%、50.6%和68.6%，堆肥后第21d起的堆肥浸提液的发芽率开始超过基本腐熟指标50%要求，见图 2[5]。

图1 堆肥化过程中温度变化

图2 堆肥化过程中发芽指数变化

2.2 蚕沙有机肥肥效

对土壤有机质影响：施用充分发酵后的蚕沙有机肥和常规化肥对照桑园的有机质含量进行调查，常规化肥桑园土壤有机质为12.4 g/kg，蚕沙有机肥土壤有机质为23 g/kg，提高比例达到85.5%，表明施用蚕沙有机肥能提高桑园土壤肥力。

对桑叶产量和品质的影响：常规施用化肥桑园的桑叶产量为1960 kg，蚕沙有机肥桑园桑叶产量为2385 kg，增产指数达21.7%，增产效果显著，且叶质更优，可溶性糖含量比对照提高了31.6%。表明施用蚕沙有机肥能提高桑叶的产量和质量，见表1。

表1 桑园施用蚕沙有机肥和化肥的试验调查

3 结论

3.1 堆肥腐熟度快速评价

堆肥腐熟度的评价指标通常包括物理指标、化学指标和生物学指标等[6]，但以养蚕村为单位开展小规律蚕沙堆肥处理，如果对以上指标都进行考察的话，执行难度大。因此，有必要建立简便的堆肥发酵腐熟度快速评价标准，方便实际操作和执行。本试验以蚕沙堆肥过程中的物理和生物学指标进行分析，充分考虑了评价标准建立的简便性和科学性。

堆体的颜色、气味和温度变化是评价有机肥是否腐熟的最为直观的指标，且判别方法简单。随着蚕沙好氧发酵时间的延长，堆体的颜色逐渐由蚕沙特有的墨绿色转变为腐熟堆肥的褐色、黑色；气味也从蚕沙特有的气味变为发酵产生的轻微腐臭味最终气味减弱至消失，最后散发出堆肥充分腐熟后形成腐殖质特有的气味；温度变化反应了堆肥过程中微生物活动的变化规律，本试验的堆温表现出升温—高温—降温的好氧堆肥的基础温度变化规律。因此，将蚕沙堆肥颜色、气味和温度作为蚕沙堆肥腐熟度评价的表征指标。

未腐熟的堆肥中含有大量有机酸及多酚等对植物产生毒害作用的物质，会抑制植物的生长发育，产生通俗意义上所说的“肥害”，而这些物质会随着堆肥化程度加深逐渐地被转化，因此，以堆肥水浸提液对植物种子的毒性实验检验腐熟度是最精确和最有效的方法。Zucconi等提出当发芽指数到50%时堆肥对植物已基本没有毒性、基本腐熟，而当GI≥80%堆肥完全腐熟[5]。本试验中，堆肥21d起的堆肥浸提液发芽率开始达到并超过基本腐熟指标50%要求。

综上，本试验提出以蚕沙堆肥处理后的堆肥颜色、气味和温度等物理指标和种子发芽率生物指标发芽指数可作为蚕区小规模蚕沙堆肥腐熟效果快速判断的指标，为生产提供简便和科学的鉴别技术标准。

3.2 堆肥肥效评价

腐熟的蚕沙施用于桑园后，能提高土壤的有机质含量。土壤有机质指各种来源以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物，包括天然有机质和非天然有机质[7]。蚕沙就属于非天然有机质。有机质可以为作物提供养分、保水、保肥、提高土壤缓冲能力和促进土壤团粒结构的形成、改善土壤的物理性质等提高提高土壤肥力的作用。另外，本试验调查也证实了蚕沙肥对提高桑叶产量和质量的作用。本试验再次充分证明了蚕沙有机肥是优质的有机肥材料，能起到提高土壤肥力、提高作物产量和质量的效果，配合化肥等速效肥的使用，可以提供长期持续均衡的营养供应，值在推广应用。

[1]廖森泰,杨琼,张发宝,等.关于蚕沙产地无害化和肥料化处理技术体系构建思路[J].蚕业科学,2011,37(6):1086-1088.

[2]杨琼,廖森泰,冉艳萍,等.化学消毒和堆肥一体化处理对蚕沙中病原物的消毒效果[J].蚕业科学,2014,40(8):1078-1083.

[3]顾文杰,张发宝,徐培智,等.废弃蘑菇基料用作蚕沙好氧堆肥调理剂的试验[J].蚕业科学,2011,37(3)：579－585.

[4]杨琼,廖森泰,邢东旭,等.改良蚕沙静态好氧堆肥的发酵温度及对家蚕病原菌的灭活效果 [J].蚕业科学,2012,38(6):1018-1023.

[5]Zucconi F,Pera A,Fore M,et al.Evaluating toxicity of immature compost[J].Biocyle,1981(22):54-57.

[6]罗泉达.猪粪堆肥腐熟度指标及影响堆肥腐熟因素的研究[D].福建农林大学,2005.

[7]窦森.土壤有机质[M].北京:科学出版社,2010.