蔬菜尾菜肥料化技术及应用研究

刘毅，李祥，曾桥，柯希恒，王永平

(1.陕西科技大学 化学与化工学院，陕西 西安 710021；2.陕西科技大学 农林技术推广中心，陕西 西安 710021； 3.陕西省有机肥产业技术创新战略联盟，陕西 西安 710021)

蔬菜尾菜是蔬菜生产过程中产生的无商品价值的根、茎、叶及果实等的统称。蔬菜尾菜约占商品蔬菜的20%～30%[1]，其特点是营养价值高[2]、搬运困难等[3]。尾菜中含3.54%～4.41%的氮，0.51%～0.59%的磷、2.94%～3.22%的钾及微量元素[4-6]。若将陕西每年产生的361.69～542.54万t蔬菜尾菜肥料化处理，不仅每年可节省27.83～52.01万t的尿素、3.55～6.16万t的磷酸二氢钾、21.26～34.94万t硫酸钾，而且还清洁蔬菜生产环境，减少病虫害传播，提高了蔬菜质量[7-8]。大部分学者多关注于现状及建议[9-15]。

本文以蔬菜尾菜为主要原料，经微生物发酵、过滤,滤液添加营养元素，得到有机-无机复混专用叶面肥，资源化地利用了蔬菜尾菜，实现了蔬菜的闭环生产。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

蔬菜尾菜，主要来源于西安市未央区丁家十字蔬菜批发市场，多以白菜、甘蓝、小青菜等水分含量高的尾菜为主;FT有机肥发酵菌种、益菌宝复合有机肥发酵剂、水谷欣有机肥发酵菌剂、贝佳有机肥发酵剂、大华酵素菌速熟剂、益加益生物菌肥发酵剂、蓝宝石强效型有机肥发酵剂均为分析纯。

HC-2500Y304高速干湿粉碎机；DHP-9270电热恒温培养箱；RTY-MS实验室用机械搅拌发酵罐；BSA224S电子分析天平；6892N-5975I气相色谱-质谱联用仪；UV-1800pc紫外可见分光光谱仪。

1.2 叶面肥的制备

取新鲜蔬菜尾菜160 kg打浆加蔗糖(糖蜜)调原料的碳氮比为25∶1，搅匀后平均分成8份，每份20 kg，1份作为对照，其余7份分别加200 g发酵菌剂，在30 ℃下连续发酵7 d。过滤，测定滤液的有机含量、总养分、pH值。添加营养元素，得到有机-无机复混叶面肥，取样测定总养分、微量元素、水不溶物。

1.3 叶面肥的喷施[16]

实验于2016～2019年在周至县马照百万亩绿色猕猴桃生产基地进行，实验园为沙壤土，水肥条件较好，供试品种为5年的“翠香”，株行距3 m×4 m，“T”形架整枝。

叶面肥在展叶期、坐果期、膨大期喷施，展叶期、坐果期每7 d喷施1次，膨大期每14 d喷施1次[16]。8月上旬每处理中选长势中庸5棵树，每颗按上、中、下、前、后、左、右采集100片叶子，测定叶子的大小、百叶重、百叶厚。8月底(总糖含量≥6.5%)在实验果树上按上、中、下、前、后、左、右采集100个果子，测定单果重、可溶性固形物含量、总糖、总酸及Vc含量。

2 结果与讨论

2.1 发酵菌剂的确定

发酵菌剂对蔬菜尾菜发酵的影响，见表1。

表1 发酵菌剂对蔬菜尾菜发酵的影响Table 1 Effect of starter culture on the fermentation of vegetable tails

由表1可知，微生物菌剂对蔬菜尾菜的发酵均有明显的促进作用，但菌剂之间存在一定的差距。有机质含量能达到GB 17419—2018标准[17]的发酵菌剂有FT发酵菌种、益菌宝发酵剂、水谷欣、贝佳发酵剂、大华酵素和益加益发酵剂；总养分能达到GB 17419—2018标准的发酵菌剂有FT发酵菌种、水谷欣2种；微量元素能达到GB 17419—2018标准的发酵菌剂有FT发酵菌种、益菌宝发酵剂、水谷欣3种发酵菌剂；所有微生物菌剂发酵蔬菜尾菜滤液的水不溶物均能达到GB 17419—2018标准。相比之下，FT发酵菌剂对蔬菜尾菜的分解作用最强，其原因可能因为FT发酵菌剂微生物菌群合理，更适合在蔬菜尾菜环境下生长，代谢产生的酶系更加丰富。因此，蔬菜尾菜发酵以FT发酵菌剂为宜。

2.2 发酵菌剂加量的确定

FT发酵菌剂添加量对尾菜发酵的影响,见表2。

表2 发酵菌剂加量对尾菜发酵的影响Table 2 Effect of the amount of starter culture on the fermentation of vegetable tails

由表2可知，随着FT发酵菌剂加量的增加，滤液越来越澄清,滤液中有机质含量、总养分、微量元素增加越来越大,水不溶物减少。FT发酵菌剂加量≥200 g时，滤液澄清度、有机质含量、总养分、水不溶物变化不大，均达到GB 17419—2018标准。考虑叶面肥的成本，FT发酵剂的加量宜为200 g。

2.3 发酵时间的确定

取1份尾菜加入200 g FT发酵菌剂，在30 ℃下连续发酵10 d，每隔1 d取样观察滤液澄清度、测定滤液有机质含量,结果见表3。

由表3可知，随着发酵时间的延续，发酵蔬菜汁越来越澄清，有机质增加，从发酵第7 d至第10 d，蔬菜汁中的有机质含量虽有增加，但变化不大。综合考虑，蔬菜尾菜发酵时间应以30 ℃下7 d为宜。

表3 发酵时间对尾菜发酵的影响Table 3 Effect of fermentation time on the fermentation of vegetable tails

2.4 发酵方式对叶面肥质量的影响

取4份尾菜，每份加200 g FT发酵菌剂，分别在20,30,40 ℃发酵7 d及20 ℃/10 h、30 ℃/30 h、40 ℃/30 h、50 ℃/10 h下发酵,过滤，测定滤液的有机质含量、pH值,结果见表4。

表4 发酵方式对尾菜发酵的影响Table 4 The effect of fermentation mode on the fermentation of vegetable tails

由表4可知，20，30，40 ℃均能促进蔬菜尾菜的发酵，发酵7 d，蔬菜尾菜发酵液有机质含量均能达到GB 17419—2018标准。说明20，30，40 ℃均有利于微生物菌种生长和蔬菜尾菜分解酶的产生，但常温发酵时间较长，也不利于菌剂中各种菌的生长和蔬菜降解酶的产生，如果采用变温发酵，即可缩短发酵时间，又可发挥各种微生物的协同作用(这种发酵菌剂是由多种微生物组成的)。于是采用20 ℃/10 h、30 ℃/30 h、40 ℃/30 h、50 ℃/10 h的变温发酵技术，实验发现，蔬菜尾菜经变温发酵蔬菜尾菜发酵液中的有机质含量可达到138.24 g/L，达到GB 17419—2018 标准。

2.5 搅拌次数对发酵的影响

取3份菜尾菜，每份加200 g FT发酵菌剂，在20 ℃/10 h、30 ℃/30 h、40 ℃/30 h、50 ℃/10 h下发酵80 h采用每4，8，16 h各搅拌1次的方式发酵，发酵结束后取样测定滤液的有机质含量及pH值,结果见表5。

表5 搅拌次数对尾菜发酵的影响Table 5 Effects of agitation times on the fermentation of vegetable tails

由表5可知，搅拌方式对蔬菜尾菜发酵影响不大，其原因可能是发酵物占发酵容器容积小，发酵容器中氧容量大，不影响好氧微生物的生长，好氧微生物又为兼性厌氧微生物、厌氧微生物的生长提供了环境，说明FT发酵菌剂可能是以厌氧微生物或兼性厌氧微生物为主菌群。

2.6 叶面肥的喷施实验[18]

实验共设7个处理组，每组2行，中间间隔2行:① 有机-无机复混叶面肥;②兑5倍水的有机-无机复混叶面肥;③兑10倍水的有机-无机叶面肥;④兑15倍水的有机-无机叶面肥;⑤兑20倍水的有机-无机叶面肥;⑥兑150倍水的爱多丰(多年经验);⑦对照(清水),结果见表6、表7。

表6 不同处理对叶片生长的影响Table 6 Effects of different treatments on leaf growth

表7 不同处理对果实质量的影响Table 7 Effects of different treatments on fruit quality

由表6、表7可知，喷施兑水5倍的有机-无机复混叶面肥猕猴桃叶片(纵、横经)、百叶厚、单果质量、总糖含量、Vc含量最高，总酸最低，明显高于对照及原液或其他兑水倍数的有机-无机叶面肥。其原因可能是，喷施原液时，原液中有机物含量过高，在叶片上形成薄膜，阻止了叶片对营养物质的吸收。兑水倍数过高，营养物质的浓度低，肥效不显著。喷施有机-无机叶面肥猕猴桃叶片大小、百叶厚、单果重、总糖含量、Vc含量均优于对照。特别是卸果10 d 后效果尤为明显，喷施叶面肥的猕猴桃叶片发绿，对照发黄凋谢，说明该叶面肥对猕猴桃生长有一定的促进作用。

兑水5倍的该有机-无机复混叶面肥的喷施效果略优于兑水150倍猕猴桃专用叶面肥“爱多丰”的喷施效果，但该有机-无机叶面肥是以蔬菜尾菜为主要原料经发酵、精制而成的，属于废物利用，而 “爱多丰”生产工艺复杂，含有氨基酸及各种微量元素，生产成本高。故喷施兑水5倍有机-无机叶面肥的肥效、成本与喷施兑水150倍“爱多丰”基本持平。

3 结论

蔬菜尾菜打浆，加蔗糖调原料的碳氮比为25∶1，添加10 g/kg FT菌剂，在20 ℃/10 h、30 ℃/30 h、40 ℃/30 h、50 ℃/10 h变温发酵。过滤，滤液加入适量的营养元素,成为有机-无机叶面肥。2016～2018年连续3年在马召万亩猕猴桃实验基地进行喷施实验。兑水5倍的该有机-无机叶面肥略优于兑水150倍的猕猴桃专用叶面肥“爱多丰”的喷施效果，均优于其它兑水倍数叶面肥的喷施效果，喷施不同兑水倍数叶面肥的效果均优于对照，为蔬菜尾菜的肥料化利用提供了案例。

采用变温发酵技术生产有机-无机叶面肥，发挥了微生物的协同作用，缩短了发酵时间，降低了叶面肥的生产成本，为蔬菜清洁生产提供了技术支持。