秸秆腐熟菌剂堆肥试验初报

樊平 王强 薛鹏飞

摘 要：为了发展秸秆还田循环农业，验证不同秸秆腐熟剂产品的使用效果，开展了秸秆腐熟菌剂堆肥试验，结果表明，适宜当地气候和耕作条件的高效腐熟菌剂复合菌为：康宁木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬热侧孢霉+耐盐枯草杆菌J3+芽孢枯草杆菌J2+乳酸菌。经过堆肥实验验证，该秸秆腐熟剂对纤维素的降解率达20.46%，降解效果好。

关键词：农作物秸秆;腐熟剂;堆肥试验

中图分类号 S216.4文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）20-0037-02

农作物秸秆是丰富的自然资源，我国每年农作物秸秆产量达6.4亿t，占世界秸秆总产量的20%～30%[1]。农作物秸秆中含有碳、氮、磷、钾及各种微量元素，是宝贵的可再生资源。秸秆堆肥还田可使作物在生长期吸收的大部分营养元素回归土壤，进而提升土壤中的有机质和速效养分含量，维持土壤养分的动态平衡，改善土壤团粒结构和土壤理化性状，培肥地力，减少化肥施用量，从而达到作物増产増效的目的，对于促进农业可持续发展具有重要意义。

复合微生物菌剂是由2种或2种以上的互相不拮抗的微生物菌种制成的微生物制剂，具有种类全、配伍合理、功能性强、经济效益高等特点[1]。秸秆腐熟剂中富含高效微生物菌，能加速秸秆腐熟，值得在农业生产中推广应用[2]。秸秆降解微生物主要包括里氏木霉、绿色木酶、黑曲霉、芽孢杆菌、白腐菌、酵母和乳酸菌等，利用这些微生物可产生纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶，进而降解秸秆。因此，筛选高效秸秆降解菌，已成为了秸秆腐熟剂生产的关键[3]。秸秆腐熟剂可加速秸秆中有机物的降解，发酵的有机肥施入农田中，可增加土壤有机质含量，提高农作物抵御病害能力，加快农作物秸秆的资源化利用，减少秸秆焚烧带来的环境污染[4-5]。

为了发展秸秆还田循环农业，本研究以山东滨州博华生态农业基地为试验点，筛选出不同的耐高、中、低温且具有较强腐熟能力的菌株，探索适宜不同温度环境条件、生长较稳定的微生物菌种组合对秸秆腐熟的效果以及应用到大田后的实际效果，制备高效腐熟菌剂，将生产出来的有机肥应用于农业生产中，实现秸秆及其他农林副资源的回收利用。

1 材料与方法

1.1 供试菌种 供试菌种有枯草芽孢杆菌D3、D5、J2、A4303、A1089，耐盐芽孢杆菌J3，腊样芽孢杆菌S1，巨大芽孢杆菌S5，白腐真菌，嗜热侧孢霉，黑曲霉，康宁木霉，乳酸菌。组成2种不同发酵菌剂：（1）康宁木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬热侧孢霉+耐盐枯草杆菌J3+芽孢枯草杆菌J2+乳酸菌;（2）康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬热侧孢霉+芽孢枯草杆菌D3+芽孢枯草杆菌D5+乳酸菌。2组腐熟菌剂配方进行玉米秸秆腐熟实验，采用市场常用腐熟剂（康宁木霉+黑曲霉+枯草芽孢杆菌A4303+枯草芽孢杆菌A1089+枯草芽孢杆菌J2+耐盐芽孢杆菌J3+腊样芽孢杆菌S1+巨大芽孢杆菌S5）作为对照，通过检测玉米秸秆堆肥营养物质变化、秸秆腐熟状态、有机质、氮磷钾、含水量等指标，综合评价腐熟效果。

1.2 菌种培养及扩繁 LB培养基活化细菌枯草芽孢杆菌D3、D5、J2、J3菌种;PDA培养基活化康宁木霉、白腐真菌、嗜热侧孢霉、黑曲霉菌种;MRS培养基活化乳酸菌菌种。扩繁培养：（1）细菌扩繁培养：红糖50g/L、尿素7g/L、硫酸二氢钾0.1g/L，单菌种接种量2.5%;（2）真菌扩繁培养：麸皮80%、玉米面20%、氯化锰0.6%，含水量50%～60%，单菌接种量15%（3）乳酸菌扩繁培养：红糖60g/L、尿素30g/L、硫酸二氢钾1g/L，接种量2.5%。

1.3 堆肥方法 在生物肥厂直接采用玉米秸秆堆肥，每堆50kg，设置不加任何菌剂的空白发酵堆（对照组1）和市场腐熟菌剂发酵堆（对照组2）作为对照，新腐熟剂发酵堆（实验组1）和（实验组2），每堆重复3次。各腐熟剂按发酵堆1%接入发酵堆中，不同菌种平铺撒施混匀，覆盖薄膜，置于室外进行发酵腐熟14d，检测发酵堆pH值、温度、氮、磷、钾、纤维素等指标检测。

1.4 检测指标及方法 总氮测定采用凯氏定氮法;速效钾含量采用火焰光度计法;速效磷含量采用碳酸氢钠法;纤维素含量采用国标法。

2 结果与分析

2.1 发酵堆外观及水分、温度变化 从表1可以看出，秸秆发酵堆料的颜色在发酵前是黄褐色的，含水量72.68%，没有添加任何发酵菌剂的秸秆堆肥中，颜色逐渐加深，这是由于自然界中存在天然微生物发酵，秸秆开始腐化;而添加了腐熟剂的秸秆堆肥，颜色明显更深，逐渐变为深褐色，黑褐色、其中实验组的颜色更深，说明实验组的菌种组合对秸秆的腐化更为明显。发酵堆温度的变化与颜色变化相一致，发酵堆的温度在不同的腐熟菌剂影响下，温度都有升高，其中实验组1的温度达到50℃，可能与其中芽孢枯草杆菌D5和D3更加适应高温环境有密切关系。实验组料堆菌种菌丝密布，其中噬热侧孢霉菌丝能直接观察到，同时水分也在逐渐减少，自然腐化中含水量减少25.43%，对照组2和实验组1、实验组2分别比发酵前的含水量减少34.16%、56.18、53.56%。水分减少越多，说明发酵堆中温度高，水分利用多，发酵菌剂活动更为活跃，腐化效果好。pH值变化也在不断降低，但变化不明显。

2.2 发酵堆营养物质变化 从表2可以看出，秸秆发酵堆料中氮磷钾的含量都发生了明显的变化，其中实验组1大量释放氮素，氮含量比发酵前增加31.03%，说明实验组1的菌种组合能有效地释放玉米秸秆中的氮。同样，经过2个实验组发酵腐熟的秸秆中磷、钾的含量也较2个对照组、发酵前都出现增加，而有机质含量则出现了下降。比较实验组和对照组，实验组1的营养物质总量高于其他2组，有机质含量低于其他2组，腐熟效果较好。

2.3 纤维素降解率变化 由表3可知，秸秆发酵堆料后，秸秆粗纤维的含量都发生了明显降低，降解率也有所不同。降解率越高，说明发酵效果好，实验组纤维素的降解率都高于对照组，其中实验组1的降解效果最好，达20.46%。

3 结论

由本次试验可知，实验组1采用康宁木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬热侧孢霉+J3+J2+乳酸菌菌种组合组成秸秆腐熟剂，经过14d腐熟后，堆肥后的氮磷钾含量明显增加，纤维素降解率达20.46%，降解效果好，能使秸秆快速腐熟，使秸秆中所含的有机质降解为植物生长所需的营养。秸秆腐熟剂在农业上的应用很广，特别是生物肥料厂和一些大型的种植场，同时也加快发酵速度，节省成本，实现农业循环发展。

参考文献

[1]罗丽艳，尹微景，洪双，等.秸秆腐熟剂的构建及其在秸秆堆肥还田中的作用研究[J].农业科技与装备，2017（10）：7-9.

[2]包士忠，施俭，郭栋，等.秸秆腐熟剂中微生物菌种组合筛选试验初报[J].上海农业科技，2015（03）：32-34.

[3]韩梦颖，王雨桐，高丽，等.降解秸秆微生物及秸秆腐熟剂的研究进展[J].南方农业学报，2017，48（06）：1024-1030.

[4]Mehta C M，Palni U，Franke-Whittle I H，et al.Compost：its role，mechanism and impact on reducing soil-borne plant diseases[J].Waste Management，2014，34（3）：607-622.

[5]Martinez-Blanco J，Lazcano C，Christensen T H，et al.Compost benefits for agriculture evaluated by life cycle assessment：a review[J].Agronomy for Sustainable Development，2013，33（4）：721-732.

（责编：张宏民）