利用烟田废弃生物质生产生物有机肥的可行性研究

陈岗　董继翠　王跃金　布云虹　耿少武　柴云霞

摘要 [目的]探索科学利用烟田废弃生物质的模式，为实现农业清洁生产、循环利用的可持续发展提供理论依据与借鉴。[方法]从云南省楚雄州烟田废弃生物质的处置现状出发，通过毁形机械和烟草速腐剂筛选，烟田废弃生物质堆捂发酵工艺研究，生物有机肥综合对比调查，烟田烟株病害调查，对利用烟田废弃生物质生产生物有机肥进行了探索。[结果]河南洛阳四达926A型4刀片青贮侧草机发酵时间短，效果好；烟草速腐剂天缘·母露可用于堆捂发酵，以对圈肥的堆捂效果最好；生产有机肥3 000 t，成功获得粉状肥料和粒状肥料2个商品性系列产品，净收益101.1万元；废弃生物质集中无害化处理的烟田烟草炭疽病和赤星病发病株率较常规田块低12～15个百分点，花叶病株率较常规田块低2～3个百分点，两黑病发病株率较常规田块低5～7个百分点。[结论]利用烤烟大田生产中所产生的不采烤鲜烟叶、烟花烟杈、病残叶、杂草、烟杆等进行集中无害化处理，生产生物有机肥具有一定可行性。

关键词 烟田废弃生物质；生物有机肥；循环经济学；楚雄州

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）05-159-02

Abstract[Objective] To find the scientific utilization mode of tobacco field waste biomass， and to provide theoretical basis and reference for the sustainable development of agricultural clean process project and cyclic utilization. [Method] Starting from the present treatment situation of tobacco field waste biomass in Chuxiong prefecture of Yunnan Province， damage machinery and tobacco rapid rot agent were screened. Fermentation technology of tobacco field waste biomass was compared with the bioorganic fertilizer. Field tobacco plant diseases were investigated； bioorganic fertilizer production by tobacco field waste biomass was discussed. [Result] Luoyang Sida 926A 4 blade silage side grass machine had short fermentation time and good effects； tobacco fast rot agent Tianyuan Mulu could be used for stacking fermentation， and had the optimal stacking effects on barnyard manure， which produced 3 000 t organic fertilizer， and successfully obtained two commercial products of powder fertilizer and granulated fertilizer. The net income was 1011 thousand yuan. Incidence rates of brown spot and Colletotricum destructivum and concentrated harmless treatment of abandoned biomass was 12-15 percentage points lower than that of conventional field， respectively. Incidence rates of mosaic disease and two black diseases were 2-3 percentage points and 5-7 percentage points lower than conventional field， respectively. [Conclusion] Concentrated harmless treatment was carried out in fresh fluecured tobacco leaves， diseased leaves， weeds and tobacco stems in field production； its production of organic fertilizer has certain feasibility.

Key words Tobacco field waste biomass； Bioorganic fertilizer； Circular economics； Chuxiong prefecture

楚雄州烟叶种植历史悠久，常年种植烤烟4.67万hm2左右，是云南省优质烟叶的主产区。长期以来，烟田废弃生物质的不合理处置成为影响烟叶生产和质量的安全隐患，烟农习惯将采摘的烟花、烟杈、病残叶随意丢撒于烟田路边和水沟中[1]，一方面，导致烤烟大田烟株叶斑病、根茎病和花叶病等病害交叉感染并大量暴发，影响烟叶生产的产质量；另一方面，浪费资源，污染环境。目前，烟田废弃生物质的优化处置方式主要有鲜烟叶压入茶园、果园、林地做肥料处理，集中堆捂发酵做农家肥处理作为沼气原料等方式[2]，而集中堆捂发酵做农家肥处理欠缺完整的工艺和成熟的菌剂，楚雄州在这方面的研究尚属空白。循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以减量化、再利用、资源化为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的符合可持续发展的增长模式[3]。在倡导绿色生态、低碳环保的理念下，对资源的重复利用显得尤为重要，绿色生态烟叶清洁生产成为当前烟叶生产的迫切要求[4-5]。针对楚雄州烟田废弃生物质的处置现状，笔者对利用不采烤鲜烟叶、烟花烟杈、病残叶、杂草、烟杆等烟田废弃生物质，生产生物有机肥技术工艺与运营模式进行了研究，旨在为科学地利用烟田废弃生物质及实现绿色生态烟叶清洁生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验示范地点：楚雄市子午以口段光龙烘烤合作社、东华镇利群烟叶种植管理专业合作社、禄丰县勤丰烟农专业合作社；试验示范面积：楚雄市东华1 333.33 hm2，子午镇1 333.33 hm2，姚安县栋川镇1 000.00 hm2，禄丰县勤丰镇333.33 hm2烤烟大田连片示范区；生产材料：烟田废弃生物质（不采烤底脚叶和上部叶、烟花烟杈、病残叶、杂草、烟杆）、速腐剂、烟沫干料等。

1.2 试验设计

1.2.1 烟田废弃生物质毁形机械筛选试验。

共设3个处理，即H1：河南洛阳四达926A型青贮侧草机2片毁形刀片；

H2：河南洛阳四达926A型青贮侧草机3片毁形刀片；

H3：河南洛阳四达926A型青贮侧草机4片毁形刀片。

1.2.2 烟草速腐剂筛选和堆捂发酵工艺试验。

共设4个处理，即Y1：圈肥800 kg，油饼（油枯）10 kg，复合肥10 kg，钙镁磷肥20 kg，天缘·母露500 mL，非烟田砂壤土1 200 kg；

Y2：秸秆1 000 kg，尿素3 kg，油饼（油枯）10 kg，复合肥10 kg，钙镁磷肥20 kg，天缘·母露500 mL，非烟田砂壤土1 200 kg；

Y3：秸秆和圈肥各500 kg，油饼（油枯）10 kg，复合肥10 kg，钙镁磷肥20 kg，天缘·母露500 mL，非烟田砂壤土1 200 kg；

Y4（CK）：秸秆1 000 kg，尿素3 kg，油饼（油枯）10 kg，复合肥10 kg，钙镁磷肥20 kg，非烟田砂壤土1 200 kg。

1.3 试验方法

毁形机械和烟草速腐剂筛选、烟田废弃生物质堆捂发酵工艺和生物有机肥采用综合对比调查方法，堆捂发酵生产分为4个区：集中区→毁形区→发酵区→成品区，由楚雄市意鑫有机复合肥商贸有限公司、昆明东燃科技开发有限公司承担；烟田烟株病害调查采用同田对比方法。

1.4 项目测定与方法 测定毁形机械粉碎物料长度、生产效率；烟草速腐剂

天缘·母露堆捂发酵温度、生物有机肥加工成本、净收益；田间烟草叶斑病、根茎病发病率按烟草病害分级及调查方法（YC/T 39—1996）进行调查。

2 结果与分析

2.1 烟田废弃生物质毁形机械筛选

由表1可知，随着毁形机械刀片由2片增加到4片，粉碎成品物料长度由25～35 cm减少至10～15 cm，粉碎物料长度偏长，不利于废弃生物质堆捂发酵，发酵时间长；处理量由80～100 t/d增加至100～120 t/d，处理效率提高20%。通过示范筛选基本确定了河南洛阳四达926A型青贮侧草机为烟田废弃生物质的毁形机械，该机型钢结构机架体积小，重量轻，移动方便；采用先进的喂草机构，独具喂草辊装置，自动喂料，输送链不缠草，喂草顺畅，生产率高，整机安全可靠；毁形机械刀片由2片改为4片，单台处理烟田废弃生物质110～120 t/d（生产效率10.0～15.0 t/h），配用电机7.5 kW，粉碎成品物料长度 10～15 cm，发酵时间短，效果好。

2.2 烟草速腐剂筛选和堆捂发酵工艺

从图1可以看出，使用天缘·母露堆捂3 d，Y1在堆捂第3天（2013年11月23日）温度达到71.0 ℃，到第24天（12月13日）时最低，仅37.0 ℃；Y2在堆捂前8 d温度基本平稳，从第9天（11月29日）开始温度升高，到第14天（12月4日）达最高温，为61.0 ℃；Y3堆捂3 d后温度达到60.0 ℃，随后逐渐升高，至第13天（12月3日）最高，达66.5 ℃；CK堆捂温度较其他处理低，为32.5～48.0 ℃。

通过60 d的堆捂并对物质的观察，Y1圈肥已腐熟，腐殖为黑色，较柔软；Y2秸秆轻微腐熟，腐殖为黄黑色，堆捂物质有一定强度；Y3圈肥与秸秆混合物基本腐熟，黄黑色，较柔软，堆捂物质基本无强度；CK较其他处理差，无腐熟迹象。由此可知，天缘·母露可用于堆捂发酵，以对圈肥的堆捂效果最好，其次是圈肥和秸秆混合物，再次为秸秆。

2013～2014年重点对鲜烟叶无污染发酵技术和工艺流程进行优化，筛选出烟草速腐剂天缘·母露不适用烟叶的堆捂发酵，在烟草速腐剂堆捂发酵工艺中加入烟沫干料，废弃生物质废汁液大大减少，较好地解决了堆捂发酵过程中废汁液外流的问题。通过对发酵菌剂配方的改进成功解决了堆捂发酵过程中废弃生物质挥发难闻气味的问题，明显减少了对周围环境的污染，研制出一套适合楚雄州烟田废弃生物质生产生物有机肥的技术，工艺流程如图2所示。

2.3 生物有机肥加工成本及效益

2013～2014年示范区合计处理烟田废弃生物质（含烟杆）3万t，成功获得商品性系列产品2个（粉状肥料、粒状肥料），生产有机肥3 000 t，除去生产成本净收益101.1万元，所生产出的生物有机肥曲香、清洁、肥效高，通过化验分析，研发生物有机肥配方中总养分≥5.00%，有机质≥41.46%，腐殖酸19.64%，氮1.03%，磷2.52%，钾3.38%，pH 5.5～7.5。生物有机肥的施用，不仅有利于土壤改良，降低化肥施用量，还能实现田间废弃有机物的循环利用[5-7]。目前生物有机肥已应用于楚雄州香蕉、葡萄、玉米、石榴、蔬菜、核桃等粮食和经济作物生产中，示范面积达1 000余hm2，产生了较好的经济效益和社会效益。

2.4 烟田烟株病害调查

由表2可知，示范区与对照区比较，废弃生物质集中无害化处理烟田的烟株病害发生率明显低于常规处理区，示范区的炭疽病、赤星病发病叶率较对照区低12～15个百分点，花叶病发病株率较对照区低2～3个百分点，两黑病发病株率较对照区低5～7个百分点。

3 结论与讨论

（1）该研究表明，对示范区烤烟大田生产中所产生的不

采烤鲜烟叶、烟花烟杈、病残叶、杂草、烟杆等进行集中无害化处理，生产生物有机肥，项目区烟田环境大大改善，实现了烟叶清洁生产，烟叶病害发生率降低，减小了大田农药使用量和化肥使用量，烤烟大田长势整齐，烟株清秀病害少，经济社会效益显著。因此，楚雄州烟田废弃生物质资源化利用生产生物有机肥技术对国内类似烟区也有一定的借鉴指导作用。

（2）通过2013～2014年实践探索，资源化利用集中处置烟田废弃生物质生产生物有机肥的过程中，一些农户由于受传统思维观念的影响，加之烟田废弃生物质容重轻、体积大，导致烟田废弃生物质难收集和运输成本偏大，田间废弃生物质收集数量不够，影响烟田废弃生物质处置和生物有机肥生产的数量。建议今后利用烟田废弃生物质生产生物有机肥以专业合作社为单位，实行就地取材、科学处理、自产自销、合理利用的处理模式，即把该辖区内烟农的烟田废弃生物质集中起来，计价或对应返还产品，进行无害化处理，最后由合作社按社员上交的烟田废弃物对应付款或发放肥料产品。

参考文献

[1]杨丁元，李志刚.谈烟草废弃物处理的思考[C/OL]//烟草发展技术论文，2013：33-34[2015-12-02].http：//www.zhazhi.com/lunwen/nykx/ycfzjslw/45877.html.

[2]余云东，高体仁.绿色生态烟叶开发[M].北京：科学出版社，2012：38-56.

[3]杨丁元，李志刚.关于烟草废弃物（无害化）处理粗放利用产业化的研究与思考[J].农业开发与准备，2013（5）：46-49.

[4]王建安，瞿兴，徐发华，等.浅谈烤烟基本烟田废弃物的综合利用[J].中国农学通报，2012，28（34）：138-142.

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