茭白秸秆高温堆肥工艺试验

何圣米，蒋良珍，杨良军，孙玉燕，胡齐赞，董文其

(1.浙江省农业科学院 蔬菜研究所，浙江 杭州 310021； 2.黄岩官岙茭白专业合作社，浙江 台州 318020；3.黄岩良军茭白专业合作社，浙江 台州 318020)

浙江省是全国茭白种植面积最大的省份，近几年浙江省茭白种植面积在2.7万hm2左右，占全国茭白种植总面积的45%以上，年产量约80万t，是蔬菜淡季供应的理想产品[1]。茭白生产中常有“一斤茭白一斤废叶”的说法，在采收后，会产生大量废弃茭白秸秆。据测定，“浙茭3号”双季茭白全年产生的壳茭外鲜秸秆量为153 kg·hm-2[2]。伴随着大量优质茭白农产品的供给，数以万吨的茭白茎叶需要处理。目前，大部分茭白秸秆被废弃在田间地头和沟渠中，造成环境污染和河道淤塞，部分地区虽采取秸秆还田等处理，但秸秆未经腐熟等处理手段，综合利用率相对较低[2-4]。因此，如何对茭白秸秆进行环保型资源化处理利用，是各茭白主产区亟须解决的问题。

目前对茭白秸秆的综合利用途径主要包括生产秸秆有机肥、制作食用菌栽培基质、用作青贮饲料、编制工艺品、茭白秸秆果园覆盖等[2,4-5]。生产秸秆有机肥是补充农田土壤各类养分最直接和简单的方式。由于茭白草有机质含量达65.5%、全氮3.7%、全磷0.5%、全钾2.1%等[6]，含有丰富的营养成分，只要处理得当，将茭白秸秆变成理想的有机肥料，可变废为宝，增加农民收入，还可以有效控制农业环境污染。现报道的生产茭白秸秆有机肥主要有3种方法：茭白叶不粉碎直接添加化肥和秸秆腐熟剂，发酵后按一定量还田作为肥料；茭白叶粉碎后添加化肥和秸秆腐熟剂，发酵后按一定量还田作为肥料；茭白叶粉碎后以一定比例添加到猪(鸭)粪中，再加秸秆腐熟剂，发酵后还田作为肥料[5-6]。磐安县利用茭白秸秆混合发酵有机肥在鲜食大豆上进行肥效试验，发现茭白秸秆有机肥对鲜食大豆的生物产量和干豆产量均具有明显增产效果[7]。本研究通过对茭白秸秆进行切碎、添加秸秆腐熟剂、建堆、翻堆、覆盖薄膜保湿等处理，明确茭白秸秆高温堆肥工艺，可为茭白秸秆堆腐还田提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用茭白秸秆取自台州市黄岩区官岙茭白专业合作社的新鲜秸秆。经测定，茭白秸秆含水量为70.2%，碳氮比为24∶1。秸秆腐熟剂为“四季惠农”牌有机肥发酵剂，规格为每包200 g，有效活菌数大于2.0×109g-1，购自北海四季惠农生物科技有限公司。

1.2 方法

试验安排在台州市黄岩区官岙茭白专业合作社避雨棚内进行。茭白秸秆经机械切碎成2～4 cm。试验设置3个处理，处理1不添加秸秆腐熟剂；处理2添加秸秆腐熟剂；处理3添加秸秆腐熟剂，并覆盖薄膜保湿。处理2和处理3各添加秸秆腐熟剂1包，每包秸秆腐熟剂拌入米糠5.0 kg，与秸秆拌匀。各处理的堆长和堆宽均为200 cm，堆高150 cm，处理间用木板隔开，堆体温度到达最高温度并开始回落时进行1次翻堆。利用杭州路格科技有限公司“L93-8+”温度记录仪记录堆体温度。完成腐熟后，对各处理有机肥的营养成分如有机质、全氮、全磷和全钾的含量及pH值进行取样检测。

2 结果与分析

2.1 秸秆堆体不同部位发酵温度的差异

分别对堆体30、60及90 cm深度的发酵温度进行测定，发现堆体深度60 cm的发酵温度最高，12 d温度范围为49.6～73.4 ℃，平均温度为61.9 ℃；其次为堆体深度30 cm，12 d温度范围为45.5～71.8 ℃，平均温度为59.1 ℃；堆体深度90 cm的发酵温度最低，12 d温度范围为41.8～57.8 ℃，平均为49.7 ℃(图1)。从图1看出，茭白秸秆发酵过程中，堆体近中心部位60 cm的温度最高，堆体下部90 cm的温度较低。为了使茭白秸秆快速发酵以及均匀发酵，需对堆体进行上下翻堆。

图1 茭白秸秆堆肥过程堆体不同部位的温度变化

2.2 茭白秸秆不同处理的发酵温度变化

对3个处理堆体60 cm处的发酵温度进行分析，发现处理2与处理1升温较快，19 d后堆体温度降到50 ℃以下，完成腐熟，但2个处理间对茭白秸秆堆体发酵温度差异不明显；处理3升温较慢，第3天才达到70 ℃以上，但腐熟时间明显缩短，15 d后堆体温度降到50 ℃以下(图2)。

图2 不同处理对茭白秸秆堆体发酵温度的影响

根据图2温度变化，可以看出处理1和处理2 2个无覆盖薄膜堆肥的堆体升温快，当天即可达到70 ℃以上，且高温持续时间长，19 d完成腐熟，主要是由于好氧发酵所需氧气充足；处理3堆体升温慢，第3天才达70 ℃以上，可能由于薄膜覆盖后影响了好氧发酵所需氧气供给；从发酵第8天翻堆的情况看，处理1和处理2堆体的秸秆比较干燥，处理3堆体的秸秆湿润，15 d完成腐熟，说明湿度高会加快秸秆腐熟。

2.3 不同处理堆肥营养成分的变化

完成腐熟后，对各处理的有机质、全氮、全磷和全钾的含量等营养成分进行取样检测，检测结果见表1。处理1有机质、全氮、全磷和全钾的含量分别为84.6%、3.22%、1.68%和7.19%，pH值为9.8；处理2有机质、全氮、全磷和全钾的含量分别为84.7%、3.21%、1.74%和7.40%，pH值为9.7；处理3有机质、全氮、全磷和全钾的含量分别为91.2%、2.54%、1.40%和5.84%，pH值为9.6。由此可以看出，处理2与处理1相比，有机质和全氮含量差异不明显，处理2的全磷和全钾的含量高于处理1；处理3的有机质含量明显高于处理1和处理2，但是，处理3的全氮、全磷、全钾含量则明显低于处理1和处理2。这可能是由于处理3采用薄膜覆盖后缺少氧气引起厌氧发酵，造成养分的损失。此外，3个处理的pH没有明显差别。

表1 不同处理对茭白秸秆堆肥养分的影响

3 小结与讨论

茭白作为浙江省最具特色的优势农业产品之一，是农民脱贫致富的重要作物。茭白叶片和叶鞘生物质量通常占茭白植株总质量的50%～70%，仅浙江省每年产生的茭白秸秆鲜质量可达200万t以上，给生态环境和资源利用带来严重压力[3-4]。将茭白秸秆转化为有机肥料可为茭白产业的可持续发展提供保障。