茄科蔬菜废弃物好氧发酵沼液营养成分的变化研究

陈胜文 陈纯秀 杨光平 肖英银 黄剑锋

（广州市农业科学研究院，广东广州 510335）

蔬菜废弃物是指在蔬菜生产、收获、储存、销售、加工等过程中产生的无商品价值的残余及尾菜。前人针对蔬菜废弃物的来源及特点、资源化利用模式、利用现状、瓶颈问题及发展方向、不同还田方式对农作物生长的影响、不同处理对土壤肥力的影响等方面[1-5]均进行了相关研究。

茄科蔬菜是华南地区春、秋季主栽蔬菜品种，种植面积大，品种多样，其废弃物主要作为生活垃圾进行大量丢弃处理，不仅造成了资源浪费，而且对环境的破环力也不可小觑。为此，笔者在前人研究的基础上，选用全量粉碎的方法，辅以促腐剂，通过好氧发酵的方式，研究不同处理、同一处理不同时期沼液营养成分的变化，为茄科蔬菜废弃物还田利用提供一定的理论和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验以2020 年秋季种植的茄科蔬菜废弃物为原材料，采用经过改良的21 L 可收集沼液的好氧堆肥桶，发酵菌种采用市场上认可度高的酵素剂。茄科蔬菜废弃物来源于广州市农业科学研究院秋季蔬菜新品种展示种植示范地。

1.2 试验方法

采用新鲜的茄科蔬菜废弃物，包括茄子、番茄、辣椒3 种蔬菜，用电动粉碎机进行粉碎，按1∶1 000的比例添加菌种进行堆沤发酵。于2021年1月7日开始堆沤，设计3个处理，茄子组、番茄组、茄子+番茄+辣椒混合组（按1∶1∶1混合），每个处理重复3次。

1.3 调查分析

分别于2月2日、2月26日、4月9日间隔约30 d收集沼液，测定分析的营养成分指标包括全氮、五氧化二磷、氧化钾、有机质、腐殖酸。有机质采用NY/T 1976—2010方法测定，腐殖酸采用NY/T 1971—2010方法测定，全氮（TN）采用NY/T 2542—2014 方法测定，五氧化二磷采用（P2O5）NY/T 2541—2014方法测定，氧化钾（K2O）采用NY/T 2540—2014方法测定。

1.4 数据分析

利用WPS Office 2016进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 茄子废弃物发酵液营养成分随时间的变化

从表1 可以看出，随着时间的推移，全氮、氧化钾、有机质、腐殖酸含量先升高后降低，五氧化二磷含量先降低后升高。其中，第2 个月较第1 个月各营养成分的增幅排序为氧化钾>腐殖酸>有机质>全氮>五氧化二磷，氧化钾含量增幅高达107.79%，腐殖酸含量增幅高达83.28%，有机质含量增幅高达43.32%，而五氧化二磷含量降幅达49.17%。这说明茄子废弃物好氧发酵初期能提高土壤氧化钾、腐殖酸、有机质、全氮的含量，然而好氧发酵初期消耗了大量的磷。第3 个月较第1 个月除全氮外，其他营养成分含量均增加，增幅排序为氧化钾>腐植酸>五氧化二磷>有机质。可以预测如果沼渣沼液回田利用，可以改良土壤，提高土壤肥力，减少肥料的施用。

表1 茄子组沼液营养成分随时间的变化

2.2 番茄废弃物发酵液营养成分随时间的变化

从表2可以看出，随着时间的推移，全氮含量先升高后平稳，氧化钾、有机质、腐殖酸含量先升高后降低，五氧化二磷含量先降低后升高。第2 个月较第1个月营养成分含量增幅排序为氧化钾>全氮>腐殖酸>有机质>五氧化二磷，其中氧化钾含量增幅高达72.06%，全氮含量增幅高达50.00%，腐殖酸含量增幅高达26.95%，而五氧化二磷含量降幅达43.63%。说明番茄废弃物好氧发酵初期能提高土壤氧化钾、全氮、腐殖酸、有机质的含量，然而好氧发酵初期消耗了大量的磷。第3 个月较第1 个月除有机质外，其他营养成分含量均增加，全氮>氧化钾>腐植酸>五氧化二磷>有机质，说明沼渣沼液回田利用可以改良土壤，提高土壤肥力，减少肥料的施用。

表2 番茄组沼液营养成分随时间的变化

从表3 可以看出，随着时间的推移，全氮、氧化钾、腐殖酸含量先升高后降低，五氧化二磷、有机质含量持续降低。第2 个月较第1 个月氧化钾含量显著增加，增幅达63.45%，五氧化二磷含量显著降低，降幅达42.43%。第3个月较第1个月营养成分含量除氧化钾含量显著增加外，其他均明显降低。说明好氧发酵初期沼液营养成分能提高土壤肥力，好氧发酵后期需要施用外源肥料来保持土壤肥力，以满足农作物生长的需求。

表3 混合组沼液营养成分随时间的变化

2.3 各处理间不同营养成分比较分析

2.3.1 第1个月不同处理间营养成分的差异。从图1可以看出，第1 个月收集的沼液营养成分中茄子组和混合组的各个营养成分均明显高于番茄组，其中营养成分全氮、五氧化二磷、氧化钾、有机质、腐殖酸的含量均为混合组>茄子组>番茄组。可能是因为不同茄科蔬菜粉碎后的农余废弃物充分混合后，接触更充分，更有利于好氧发酵的发生，腐熟更彻底，更有利用废弃物的还田利用。

图1 第1个月不同处理间营养成分的差异

2.3.2 第2个月不同处理间营养成分的差异。从图2可以看出，第2个月收集的沼液营养成分中，全氮、五氧化二磷、氧化钾的含量均为混合组>茄子组>番茄组，有机质、腐殖酸含量为茄子组>混合组>番茄组。处理中期，茄子组的有机质和腐殖酸含量更高，更适合还田利用，改良土壤微生物环境，促进农作物生长。

图2 第2个月不同处理间营养成分的差异

2.3.3 第3个月不同处理间营养成分的差异。从图3可以看出，第3个月收集的沼液营养成分中，全氮、氧化钾、有机质、腐殖酸的含量为茄子组>混合组>番茄组，五氧化二磷的含量为茄子组>番茄组>混合组。处理后期，茄子组有机质和腐殖酸含量最高，在茄科蔬菜废弃物还田利用方面优于其他组，可以考虑优先在田间推广。

图3 第3个月不同处理间营养成分的差异

3 讨论

茄科蔬菜废弃物好氧发酵沼液营养成分丰富，含有机质、腐殖酸、全氮、五氧化二磷、氧化钾等，通过添加发酵菌能促进废弃物的腐熟[6]。本次试验由于外界环境气温低，导致发酵时间较长，但整个发酵流程符合试验标准。

在茄科蔬菜废弃物好氧发酵沼液收集过程中，总体来看，不同茄科蔬菜处理组第2 个月的发酵沼液最合适还田利用，此时对农作物生长意义重大的全氮、氧化钾、有机质、腐殖酸等重要营养成分的含量更高，可最大程度上减少肥料的施用，对土壤的理化性质改良、肥料的减施少施具有科学指导意义。

不同处理间随着时间的推移，氧化钾、有机质、腐殖酸3 个营养成分的表现优于全氮和五氧化二磷，茄子组和混合组的处理效果明显优于番茄组。建议在废弃物处理过程中，优先考虑茄子和茄科蔬菜混合处理回田利用方案，在农作物生长期，勤施多施氮肥和磷肥，促进农作物更好的生长发育。同时在作物发酵过程中，适当添加氮肥和磷肥，有助于好氧发酵的充分进行。