牛粪发酵生物有机肥对3种蔬菜生长及品质的影响

庞天德 李铭 姚娜 梁永良 邓素媛 赖大伟

摘 要 為提高有机蔬菜的种植栽培技术以及解决养殖业快速发展带来的禽畜粪便污染问题，试验运用经生物菌剂发酵处理的牛粪生物有机肥（A）和未经发酵的普通牛粪有机肥（B）分别种植生菜、油麦菜及茼蒿菜。结果表明：施用经生物菌剂发酵处理的牛粪生物有机肥（A）较施用未经发酵的普通牛粪有机肥（B）的蔬菜各形态指标和品质指标均有不同程度的提高，单位面积鲜产提高3.54%～14.71%，硝态氮指标降低7.67%～72.43%，效果显著。利用生物发酵牛粪不仅解决了养殖场粪污问题，还能为农业发展增产增效，是未来中国循环经济发展的一项重大举措。

关键词 牛粪 ；有机肥 ；蔬菜 ；生物产量 ；品质

中图分类号 S649 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.07.003

随着中国农业和农村经济的快速发展，也带来了如蔬菜农药残留、长期施用化肥引起的硝酸盐沉淀以及养殖业粪便排放污染等诸多问题。为了合理解决种植业与养殖业快速发展所带来的问题，最直接且最有效的一种处理方式是将畜禽粪便作为肥料施用于农作物的耕种，畜禽粪便中含有大量的N、P、K等营养成分，能够促进农作物生长和增产，还有助于土壤化学、物理性状的改良，提高微生物活性，增加土壤有机质。但传统的畜禽粪便施用也存在着例如重金属超标、药物残留等诸多问题[1]。因此，将畜禽粪便合理地进行转化处理，不仅能提高作物产量和品质，还能增加土壤肥力，保护土壤中的有益微生物群体，促进土壤的可持续利用，保护生态环境。本研究从南方常见的3种蔬菜入手，通过利用生物菌剂发酵牛粪等固体废弃物来制备微生物有机肥，并将其应用于生菜、油麦菜以及茼蒿菜的栽培试验，对蔬菜的生长性能、形态特征以及生化品质等进行研究。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况

试验地位于广西南宁市北郊广西畜牧研究所境内，地理位置E 22°50′，N 108°21′，海拔88.1 m，年均温21.7℃左右，年均降雨量1 341 mm，平均相对湿度为79%，属亚热带季风气候。土壤为砖红壤，肥力中等。据广西农业科学院农业资源与环境研究所测试分析显示，土壤pH 5.22，有机质26.1 g/kg，全氮0.114%，全磷0.025%，全钾0.720%，速效氮102 mg/kg，速效磷2.2 mg/kg，速效钾48 mg/kg。

1.1.2 试验材料

供试肥料为经EM生物菌剂发酵处理的牛粪生物有机肥（A）和未经发酵的普通牛粪有机肥（B），对照为未发酵的普通牛粪有机肥。供试的3种蔬菜种子均购于广西农业科学院，分别为奶油生菜、大叶茼蒿和“极品”油麦菜。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

于2015年3月15日对生菜、油麦菜及茼蒿菜进行播种育苗，待菜苗长至4～5片真叶时进行定植移栽，株行距15 cm×15 cm。试验采用随机区组设计，分为6组，其中3组施用经微生物菌剂发酵处理的牛粪生物有机肥（A），另3组施用未经发酵的牛粪生物有机肥（B），每组3个重复，小区面积1.5 m×4 m=6 m2，小区间距50 cm。所有生物有机肥均作为基肥，于定植移栽时一次性施用，遇旱期每日淋水1次。

1.2.2 测定项目

在蔬菜进入收获期时，每小区随机抽取10株蔬菜，分别测量株高、叶片数、叶片鲜重、地上鲜重、地下鲜重以及单位面积生物产量等；将各部位鲜样分别于105℃杀青10 min后，于70℃烘干至恒重并称重；取干样进行可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C（Vc）以及硝酸盐含量测定。

1.3 数据分析

利用Excel软件建立原始数据库，采用DPS13.5软件对数据进行显著性检验和多重比较分析，分析结果以平均值±标准误（Mean±LSE）表示。

2 结果与分析

2.1 对3种蔬菜生长性能的影响

从表1可以看出，使用经生物菌剂发酵处理的牛粪生物有机肥（A）较施用未经发酵的普通牛粪有机肥（B）的蔬菜各项形态指标均有不同程度的提高。其中生菜较为明显，叶片数增加了18.27%，地上鲜重部分较对照提高47.21%，单位面积产量达到（60 063.35±968.87）kg/hm2，较对照提高10.97%，差异显著（p<0.05）；油麦菜的叶片数较对照增加了10.91 %，地上鲜重部分较对照提高6.06%，单位面积产量达到（25 379.35±636.28）kg/hm2，较对照提高3.54%；茼蒿菜地上鲜重部分较对照提高11.03%，单位面积产量达到（18 209.10±360.74）kg/hm2，较对照提高了14.71%，差异显著（p<0.05）。

2.2 对3种蔬菜生化品质的影响

蔬菜是一种极易富集硝酸盐的作物，硝酸盐本身不致癌，但其在人体内可以被还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐不仅会降低血液的输氧能力，还能与仲胺结合生成亚硝胺强致癌物，过量地施用氮肥种植蔬菜，会使蔬菜体内积累大量的硝酸盐，从而对人体健康造成危害[2-3]。因此，研究蔬菜品质中硝态氮含量的多少具有重要的意义。由表2可以看出，施用经生物菌剂发酵处理的牛粪生物有机肥（A）后，生菜的可溶性蛋白较施用普通牛粪生物有机肥（B）提高12.22%，维生素C含量提高4.80%，硝态氮含量降低7.67%；油麦菜可溶性蛋白含量为（9.37±0.33）mg/g，较施用普通牛粪生物有机肥（B）提高了15.1 %，可溶性糖提高1.48%，维生素C含量提高2.09%，硝态氮含量降低了72.43%；同样，茼蒿菜的可溶性蛋白含量比施用普通牛粪生物有机肥（B）提高10.91%，可溶性糖提高26.14%，维生素C含量提高2.92%，硝态氮含量降低11.17%，差异显著（p<0.05）。由此可见，施用经生物菌剂发酵处理的牛粪生物有机肥（A）能够少量提升3种蔬菜的可溶性蛋白、可溶性糖以及维生素C的含量，能够有效降低硝态氮含量，其中油麦菜、茼蒿菜效果尤为显著（p<0.05）。

3 讨论与结论

现代的生物有机肥是在传统堆肥的基础上演变而来的，它通过一定的工艺条件，向畜禽粪便以及养殖残渣中添加功能性的微生物菌剂，通过厌氧、高温或长时间的发酵工序制备而成，含有大量的功能性微生物有机肥，它区别于传统的生物质有机肥，肥效也远远高于普通的堆肥[4]。本研究通过利用生物菌剂发酵牛粪等固体废弃物来制备微生物有机肥，并将其应用于生菜、油麦菜以及茼蒿菜的栽培试验研究。结果表明，施用经菌剂发酵的微生物有机肥对3种蔬菜的生长具有很好的增产效果，产量增幅可达14.71%，在叶片大小、叶片数量、叶片性状以及最终产量等方面均明显优于普通牛粪施肥方案。再从3种蔬菜的品质来看，施用生物质有机肥较直接施用牛粪所种植的蔬菜可溶性蛋白、可溶性糖以及维生素C的含量均有不同程度的提高，而硝态氮的沉积有所下降。这可能是由于生物質有机肥能够改良土壤有机质，降低土壤中硝态氮的浓度，从而减少了蔬菜对土壤中硝态氮的吸收[5]。

此外，微生物发酵肥的主要原料来源于养殖场的畜禽粪便，将其通过微生物发酵生产有机肥，既可以减轻土壤施用化肥造成的农业污染，也实现了农业循环经济中的粪便无害化处理与再生资源利用，将畜禽粪便变废为宝，提高土壤肥力和农作物产量，为实现农业与畜牧业循环经济、促进农村经济可持续发展提供有力支撑[6]。由此可见，生物质有机肥在农业生态可持续发展中具有很好的应用价值与前景。

参考文献

[1] 徐海雄，姚 娜，李 铭，等. 农业循环经济中的养殖场粪污无害化处理[J]. 上海畜牧兽医通讯，2015（2）：69-71.

[2] 郑鹏然，周树南. 食品卫生工作手册[M]. 北京：人民卫生出版社，2007：418-428.

[3] 程晓辉，蔡亚娥，何婧娜. 不同有机肥料对菠菜生长及品质的影响[J]. 现代农业科技，2014（7）：94-97.

[4] 王 琦. 牛粪发酵生产生物有机肥的工艺优化及应用研究[D]. 西安：西北大学，2008.

[5] 孔 跃. 生物有机肥对番茄及小白菜生长与品质影响效应的研究[D]. 武汉：华中农业大学，2007.

[6] 杨 姗，燕 蛟. 家禽饲养固体废弃物微生物发酵有机肥及其在白菜栽培中的应用[J]. 江苏农业科学，2013，41（11）：163-165.