新型全营养蔬果类垃圾酵素肥料探析

林宇楠

摘 要 蔬果类垃圾酵素是指蔬果垃圾在一定糖浓度下进行厌氧发酵成的发酵液，在民间已有人应用于农业生产作为叶面肥以及制堆肥，而厌氧消化残留物（AFR）经沈瑞芝等人的研究[1]及大量的实践证明为一种广谱性的生物肥料。研究目的在于找到一种新型的有机肥料生产工艺，解决现今有机肥营养成分局限的缺陷。实验通过正交设计，控制蔬果类垃圾酵素发酵不同的温度、时间、红糖与垃圾的比例，将发酵后的酵素对小白菜进行施加，控制白菜生长周期，检测白菜产量以及营养指标。最终得到适合于有机种植的蔬果类垃圾酵素肥料发酵工艺为发酵温度37 ℃，发酵时间15 d，糖与垃圾比例为1∶4，制备出成功的垃圾酵素肥料，为应用奠定基础。

关键词 有机肥料；蔬果类垃圾；酵素肥料

中图分类号：F426.72 文献标志码：A 文章编号：1673-890X（2016）01-0-03

垃圾酵素始源于日本比嘉照夫教授的EM菌原露，将红糖、水按1∶10的比例混合并加入EM菌。泰国乐素昆博士用蔬果垃圾上的内生菌取代日本EM菌，按照糖比垃圾比水为1∶3∶10制成垃圾酵素[2]。

本文在乐素昆博士的研究基础上，探究蔬果类垃圾酵素肥料的最佳制作工艺，旨在让农民通过最简单及低成本的方法，自主生产高质量的有机肥料。

1 材料与方法

1.1 材料及装置

新鲜蔬果垃圾：菜市场收集及购买的多种果蔬。

试验试剂：2，6-二氯靛酚，草酸，蒽酮，葡萄糖，活性炭，硝酸钾，水杨酸，氢氧化钠，浓硫酸等，均为分析纯。

实验装置：食物搅拌破碎机、电子天平、恒温培养箱、722s型可见光分光光度计、离心机、超纯净水生产器、电热恒温鼓风干燥箱和电热炉。

1.2 发酵试验过程

本试验将各种果蔬用搅拌粉碎机粉碎以及混合均匀，按照L16（4^5）正交表[3]控制不同的发酵温度（29、33、37、41℃）、发酵时间（15、18、21、24d）以及红糖与垃圾比例（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4，控制红糖与垃圾质量总和为40 g，超纯水为100 g）放于恒温培养箱中进行发酵，定期观察记录发酵程度。发酵完成后置于冰箱中冷藏，停止发酵继续进行。

直到最后一批酵素发酵完成后，开始对小白菜（16+3块40 cm×40 cm的小白菜地，控制其他变量相同，土壤pH=6.71）进行试验。每3 d施加一次酵素稀释液（稀释比为1∶10），共施加7次，每次约200 mL，生长20 d后收获，检测小白菜产量（每10株质量）以及营养指标（包括维生素C、还原糖以及含氮量）。

对照组为只浇水（7次）、加化肥（一次肥加7次水）、加有机液体肥（7次）。正交设计因素水平见表1。

1.3 检测方法

小白菜产量：随机每10株小白菜质量。

维生素C含量：二氯靛酚滴定法（GB 6195-1986）。还原糖含量（GB 6194-1986）。

含氮量：水杨酸法（NY 1107-2006）。

2 结果与讨论

2.1 对照组试验结果（表2）

空白组只浇水，化肥组施肥后只浇水，液体肥组共浇7次液体肥稀释液。

2.2 正交试验结果（见表3）

2.3 试验结果分析（见表4）

对于因素A（温度）：对于前两个指标，产量及维生素C含量，取A2较好，而且对维生素C含量，A是最主要因素，在确定优水平时应优先考虑。对后2个指标，A1与A2都是比较高的，数值相差不多，而且A为较次要的因素，且在发酵过程中41 ℃产生了許多霉菌，可猜测41 ℃发酵垃圾酵素易产生杂菌有害菌，综上，选取A2，即37 ℃为优水平。对于因素B（时间）：对于第一第二第四个指标，B4均为最优，B1为最劣；而对于第3个指标还原糖含量，B4为最劣，B1为最优。因此，考虑不同产品的需要，最优水平是B1或者B4。对于因素C（糖与垃圾比例）：对于第1及第4个指标，即产量及含氮量而言，C4为最优，且可知C为较主要的水平；对于第2以及第3个指标，即维生素C以及还原糖含量，C1为最优。糖与垃圾比例可以决定发酵过程中的碳氮比，垃圾比例越高，即氮含量越高，对植物的生长越有利；而维生素C及还原糖的主要组成元素为碳元素，因此糖含量越高，即碳含量越高，对于该2项指标越有利。可知，C1及C4均能适应不同的种植方式，在配合化肥使用，或者添加富氮有机物（如动物排泄物）作发酵原料时，进行发酵原材料改良后（本试验为纯素发酵），C1为最优水平；而对于现今流行的纯素种植（自然农耕），C4为最优水平。

综上所述，优方案为A2B1C4或A2B4C4，即发酵温度37 ℃，发酵时间15 d，糖与垃圾比例为1∶4。

3 结论与讨论

通过正交设计探究出蔬果类垃圾酵素最佳发酵工艺为温度37 ℃，发酵时间15 d或者24 d（生产高糖农产品），糖与垃圾比例为1∶4。

最佳糖与垃圾比例为1∶4，该比例是建立在不另外添加化肥或者添加富氮有机发酵原料的前提下的，即纯素种植，该比例有利于提供较适合植物生长的碳氮比。但作为普通农业种植，可适当添加化肥或者在发酵原料中添加富氮有机物，以提高氮的含量，让植物生长更好和有更充足的营养成分。

与化肥及有机液体肥对照组相比，实验组尽管产量较低，但其他营养指标普遍能够明显均优于对照组。由此可见，普通种植中，蔬果类垃圾酵素肥料可作为一种营养补充剂配合化肥等的使用，或添加富氮有机原料对植物所需的大量元素进行补充。对于纯素有机种植，该工艺为最优工艺。

参考文献

[1]沈瑞芝.一种广谱性的生物肥料和生物农药——厌氧消化液与植物抗逆性[J].上海农学报，1997，13（2）.

[2]刘紫来.EM原露正在改变人类命运[J].四川畜禽，1998（1）.

[3]李云雁，胡传荣.试验试剂与数据处理[M].北京：化学工业出版社，2008.（责任编辑：赵中正）.

（责任编辑：刘昀）