陈皮废弃果渣(液)有机碳肥研制及肥效初报*

卫尤明，廖宗文，朱佳豪，毛小云，2

(1.华南农业大学资源环境学院 广东广州 510642；2.广东省生态循环农业重点实验室 广东广州 510642)

新会陈皮为广东三宝之首，但长期以来制作过程中的“取皮弃肉”，造成每年丢弃的陈皮柑肉约160 kt，引起了一定的污染。传统的发酵堆肥与厌氧制酵素等方法存在制作周期长、见效慢的缺点，难以处理陈皮加工时产生的大量废渣(液)，急需一种能快速处理的适用技术。柑肉(液)处理技术遇到瓶颈，急需突破，否则，不仅发展受阻，现有的陈皮加工产业也会因污染问题难以为继。

近年来，已采用制果酱、制酒、制醋等方法对果肉(液)进行资源化利用，但均因方法成本高、市场竞争力不强未能实现产业化。用果肉制酵素肥或食品有一定的成效，但因发酵时间长(3～8个月)，难以在短期内处理收获季节(每年的10—12月)陈皮加工所产生的大量废渣(液)，急需一种能快速处理的适用技术。本文应用有机碳技术原理，根据果肉(液)有机成分，探索了快捷加工成有机碳肥的新途径，并验证了柑液有机碳肥的肥效。

1 材料与方法

2018年5月至2019年3月在华南农业大学农场及校内大棚，以玉米、油麦菜、小白菜为供试作物，分别开展了大田及盆栽试验。

供试土壤：盆栽土的pH 5.42，其中各物质及质量分数依次为有机质15.6 g/kg、全氮0.31 g/kg、速效磷2.78 mg/kg和速效钾18 mg/kg；大田土的pH为7.1，其中各物质及质量分数依次为有机质26.32 g/kg、全氮2.03 g/kg、碱解氮155.6 mg/kg、速效磷96.7 mg/kg和速效钾61.4 mg/kg。

试验施肥：盆栽氮、磷、钾基肥分别为尿素(wN=46.4%)、过磷酸钙(wP2O5=12%)、氯化钾(wK2O=62.6%)；大田常规复合肥中N、P2O5、K2O的质量分数均为15%；氯化铵(wN=26.1%)、硝酸钾(wN=13.7%，wK2O=46.1%)；FSC福生有机碳肥，某公司提供，其中α-酮戊二酸、丙酮酸的质量浓度依次为24.2、22.5 g/L；原料柑液有机碳肥(简称原料柑碳肥)，某公司生产，以新会陈皮丢弃的废果肉(液)发酵而成，C/N(质量比，下同)为7.59，其中α-酮戊二酸、丙酮酸、柠檬酸的质量浓度依次为0.267、0.141、38.9 g/L；各型复方柑液有机碳肥(简称复方柑碳肥)是原料柑碳肥与添加剂通过不同配方制成，其中C/N分别为A15.49、A23.25、A33.54。

1.1 大田小白菜试验

比较了复方柑碳肥与硝态氮和铵态氮的效果。试验在华南农业大学农场进行，共设2个复方柑碳肥处理、3个对照，每个处理重复2次，每个重复小区面积为1 m2、各有80株小白菜。各处理氮、磷、钾基肥用量一致，为习惯用量(复合肥150 kg/hm2)；试验期间追肥1次，施用复合肥300 kg/hm2。大田小白菜试验施肥方案见表1。

表1 大田小白菜和玉米试验施肥方案

试验周期为2018年9月14日至10月29日，共45 d，夏季转秋季。供试小白菜共喷肥3次，用量依次为100、200、200 mL，共500 mL。播种4 d后出苗，出苗后第10、20、32 d依次喷肥第1、2、3次，第3次喷肥后9 d收获。

1.2 大田玉米试验

试验在华南农业大学农场进行，共设2个复方柑碳肥处理、3个对照，每个处理重复2次，每个重复小区面积为3.7 m2、各有30株玉米。各处理氮、磷、钾基肥用量一致，为习惯用量(复合肥300 kg/hm2)；试验期间追肥2次，每次施复合肥525 kg/hm2。大田玉米试验施肥方案见表1。

试验周期为2018年9月7日至11月16日，共70 d，夏季转秋季。供试玉米共喷肥3次，用量依次为0.8、1.0、1.0 L，共2.8 L。移苗后第25、36、47 d依次喷肥第1、2、3次，第3次喷肥后23 d收获。

1.3 盆栽油麦菜试验

考察了不同C/N柑液有机碳肥及不同施用方式的效果。试验在华南农业大学校内大棚进行，共设8个处理、3个对照，每个处理重复3次(盆)，每盆3株。每盆装填4 kg盆栽土，所施氮、磷、钾基肥用量一致，1 kg土壤中含N、P2O5、K2O的质量依次为120、80、100 mg。盆栽油麦菜试验施肥方案见表2。

表2 盆栽油麦菜试验施肥方案

试验周期为2018年11月27日至2019年1月16日，共50 d。供试油麦菜共施肥3次，每次喷施量依次为50、50、100 mL，共200 mL；每次灌施量依次为60、60、120 mL，共240 mL。移苗后第10、21、38 d依次喷(灌)肥第1、2、3次，第3次喷(灌)肥后12 d收获。

1.4 盆栽玉米试验

试验加入FSC福生有机碳肥，考察了复方柑碳肥、氯化铵、硝酸钾的施肥效果。针对盆栽土钾含量低的问题，对叶片中的钾含量进行了分析，以判断肥料是否可以促进钾的吸收。试验采用纳氏试剂比色法测定叶片中铵态氮的含量，考察施用复方柑碳肥是否可促进氮的同化。

试验在华南农业大学校内大棚进行，共设3个处理、3个对照，每个处理3盆，每盆3株。每盆装填4 kg盆栽土，所施氮、磷、钾基肥用量一致，1 kg土壤中含N、P2O5、K2O的质量依次为120、80、100 mg。盆栽玉米试验施肥方案见表3。

表3 盆栽玉米试验施肥方案

试验周期为2018年7月28日至9月13日，共47 d，夏季。供试玉米共喷肥4次，用量依次为50、50、100、100 mL，共300 mL。播种5 d后出苗，出苗后第7、14、21、35 d依次喷肥第1、2、3、4次，第4次喷肥后7 d收获。

2 结果与分析

2.1 大田小白菜试验情况

由表4可知：与清水处理(CKO)相比，喷施复方柑碳肥能明显增产，增产率27.8%～52.6%，其中喷施复方柑碳肥A3(T2)处理的产量最高，优于T1处理，且增幅大于2种氮肥处理(CK1和CK2)；喷施复方柑碳肥可使叶绿素含量得到提升，提升率为0.7%～6.9%。

表4 大田小白菜试验各处理的产量及叶绿素测定值

2.2 大田玉米试验情况

由表5可知：与对照清水处理(CK0)相比，喷施复方柑碳肥A2(T1)处理可增产14.2%，且优于2种氮肥处理(CK1和CK2)；但喷施复方柑碳肥A3(T2)处理未能实现增产。试验以玉米穗产量作对比，与仅收获营养器官的小白菜不同，玉米进入生殖生长阶段后代谢不同，C/N优化值随之有相应变化，故喷施复方柑碳肥A2增产而喷施复方柑碳肥A3略减产，但降幅比喷施氯化铵(CK1)处理的低；喷施复方柑碳肥A2的增产效果优于喷施硝酸钾的，表明C/N适合的复方柑碳肥对玉米的肥效优于普通铵、硝两种形态的化肥氮。试验结果表明，存在营养生长和生殖生长2个阶段的作物，需要依其生理特点调整C/N，才能更好地发挥肥效潜力。

2.3 盆栽油麦菜试验情况

由表6可知：喷(灌)施各种柑液有机碳肥均比清水处理有明显的肥效，鲜重提高了10.4%～71.0%，叶绿素含量提高了0%～4.7%，植株中全钾质量分数提高了0.4%～19.9%；3种复方柑碳肥(A1、A2、A3)的施用效果均优于原料柑碳肥的；喷施复方柑碳肥A3的效果优于喷施A1、A2的，灌施则相反；喷施氯化铵效果不明显，与原料柑碳肥混配后再喷施，肥效得到大幅提升，表明柑液有机碳肥对氯化铵有明显的增效作用。

表5 大田玉米试验各处理的产量

表6 盆栽油麦菜试验结果

2.4 盆栽玉米试验情况

由表7可知：喷施复方柑碳肥后增产明显，增幅达12.9%，优于其他单独施用化肥或配施FSC处理；喷施复方柑碳肥降低了植株的铵态氮含量，这与铵态氮加速转化为有机态氮有关，已有报道有机碳可促进水稻氮同化、减少叶片中铵态氮含量、促进高产[1-2]；T3(复方柑碳肥A2)处理的铵态氮减幅明显大于其他碳、氮肥处理，而且其鲜重增幅最大；各处理的铵态氮降幅与产量增幅大致呈负相关趋势。

表7 盆栽玉米试验结果

3 讨论

3.1 柑液有机碳肥的增产效应及其影响因素

3.1.1 C/N调配的增产效应

盆栽、大田试验结果表明，柑液有机碳肥增产作用明显，但增产效果因作物种类不同有较大差异，叶菜类(小白菜、油麦菜等)增产18.6%～71.0%；除了大田玉米T2(复方柑碳肥A3)处理外，玉米增产12.9%～14.2%。这说明有机碳肥的增产效果与其C/N有很大关系，叶菜类施用C/N为3.2～3.5的复方有机柑碳肥效果较好，谷物类施肥的C/N在2.1～3.2为宜。C/N是重要的养分平衡[1，3]，依据作物种类的不同配制相应的柑液有机碳肥，可进一步发挥其增产潜力。玉米、蔬菜的肥效差别可能与两者的不同生理特性有关，尤其是与C3作物和C4作物的光合作用及后续的生化代谢特点有关。叶菜类生长至收获为营养生长，可直接以生物量衡量肥效；玉米则有营养生长和生殖生长2个阶段，涉及养分在生殖生长阶段的重新分配，肥效分生物产量和经济产量，故试验设盆栽、大田分别在营养生长阶段和玉米成熟期收获评价。喷(灌)施柑液有机碳肥还可促进钾的吸收，增幅达0.4%～19.9%，在缺钾土壤上的效果将更好。

3.1.2 与铵态氮配合的增效作用

3.1.3 柑液有机碳肥喷施与灌施的比较

叶菜类的盆栽试验结果显示，总体上灌施效果优于喷施效果，灌施产量增幅高出喷施的30%～44%。灌施的养分可较好地保留于土层而被根吸收，且其中的丙酮酸、柠檬酸等有机酸对土壤中的微量元素有一定的络合增效作用(对土壤微生物也有一定的促进作用)。喷施方式作用时间短，易受气候影响，一旦下雨易淋失，因此效果不及灌施。

3.2 开发废弃资源，构建生态闭环

试验所用方法与传统发酵堆肥、厌氧制酵素等处理方法相比，具有加工速度快(约3 h)、处理量大、废弃物处理干净等优点，可开发高效有机碳产品，市场前景广阔，在原料收纳和市场开拓两方面具有突出优势。新会地区大部分果场与加工企业联系紧密，加工企业(如有机碳肥厂)可就近收纳果场的废柑肉(液)，制成的肥料无需经销商渠道，直接销售给果园施用，由此构建成一种基于废液转化为肥料的双向对流生态闭环。

果场与加工企业互为供销关系，可形成具有内在耦合联系的良性循环，这一独特优势更有利于废柑肉(液)收纳，也更有利于柑液有机碳肥的销售，生态效益和经济效益的提升都很明显。

试验所用方法为乡村振兴中兴起的农产品加工产业的废渣(液)的资源化处理提供了新的科技动力。热带、亚热带的农产品加工所产生的废物，如中药渣(液)、酒精厂木薯渣(液)以及菠萝、椰子等水果加工厂的废渣(液)等，均可采用这一资源化技术进行开发。既要“金山银山”，又有“绿水青山”，在乡村振兴中推进绿色发展。