轧花废弃物发酵菌剂筛选

马晓杰，宋康岩，赵丽红，张亚林，魏锋，冯鸿杰，周京龙，朱荷琴，冯自力

（1.中国农业科学院棉花研究所/ 棉花生物学国家重点实验室，河南 安阳 455000；2.安阳工学院，河南 安阳 455000）

中国是棉花生产大国，2021 年全国棉花总产量573.1 万t[1]，同年中国累计进口棉花215 万t[2]。如此巨量的棉花在轧花以及纺织加工的清理等工艺流程中会产生大量的废弃物，处理轧花废弃物工序复杂，且成本不低[3]。有报道称澳大利亚将轧花后的杂质与其他废弃物如动物粪肥、阔叶木材的锯末混合作堆肥处理[4]。合理利用轧花废弃物，既可消除轧花厂废弃物的安全隐患，又可使农业资源得到有效利用[5]。不过，这种堆肥处理同样存在发酵时间长、轧花废弃物腐烂不彻底的问题。而添加秸秆腐熟剂或许能加快这一处理过程。

秸秆腐熟剂是指含有多种微生物菌群的有机物料，主要含有真菌、细菌和放线菌。接种适宜的腐熟菌能加速秸秆腐熟[6-8]，目前在小麦、玉米、棉花秸秆堆肥还田中均有应用。但小麦、玉米等秸秆的主要成分为纤维素、半纤维素以及木质素，棉花轧花废弃物主要成分为纤维素[9-11]。因此，秸秆腐熟剂是否能加快轧花废弃物的发酵腐熟是一个值得探究的问题。鉴于此，选择6 种腐熟剂，进行轧花废弃物的发酵效果试验，以筛选出适用的腐熟剂。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1供试轧花废弃物。棉花轧花废弃物由中国农业科学院棉花研究所棉花病害课题组提供。

1.1.2供试腐熟剂。腐熟剂1：河南省沃宝生物科技有限公司生产的秸秆专用腐熟剂 （以下简称为“沃宝”腐熟剂），粉剂，有效活菌数≥2.0 亿·g－1，主要成分为枯草芽孢杆菌，登记证号为微生物肥（2018）准字（2848）号。

腐熟剂2：山东君德生物科技有限公司生产的有机肥发酵剂（简称为“君德”腐熟剂），粉剂，有效活菌数≥0.5 亿·g－1，主要成分为解淀粉芽孢杆菌、里氏木霉、酿酒酵母，登记证号为微生物肥（2015）准字（1592）号。

腐熟剂3：鹤壁人元生物技术发展有限公司生产的有机物料腐熟剂（简称为“人元”腐熟剂），粉剂，有效活菌数≥0.5 亿·g－1，主要成分为枯草芽孢杆菌、米曲霉，登记证号为微生物肥（2010）准字（0662）号。

腐熟剂4：洛阳欧克生物科技有限公司生产的秸秆腐熟剂，粉剂（简称为“欧克”粉剂），有效活菌数≥5.0 亿·g－1，主要成分为枯草芽孢杆菌、哈茨木霉，登记证号为微生物肥（2020）准字（8619）号。

腐熟剂5：洛阳欧克生物科技有限公司生产的秸秆腐熟剂，液体（简称为“欧克”液剂），有效活菌数≥5.0 亿·mL－1，主要成分为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，登记证号为微生物肥（2020）准字（8618）号。

腐熟剂6：江苏沃纳生物科技有限公司生产的发粪宝复合微生物EM 菌微生物菌肥（简称为“发粪宝”腐熟剂），液体，有效活菌数≥2.0 亿·mL－1，主要成分为枯草芽孢杆菌，登记证号为微生物肥（2018）准字（6157）号。

1.2 试验设计与处理

试验共设7 个处理，每个处理9 个重复即9瓶，共63 瓶。处理1，为空白对照，轧花废弃物50 g，加自来水75 mL 发酵；处理2～7 为轧花废弃物50 g中分别加入商品推荐用量的腐熟剂1～6 （用量分别为0.05g、0.167g、0.167g、0.05g、0.05mL 和0.025mL），再加自来水75 mL 发酵。轧花废弃物发酵所用的容器为洁净的半透明塑料瓶（容积为800 mL，高17 cm、直径8 cm），每瓶先装入轧花废弃物，然后与加入的腐熟剂、自来水搅拌均匀，28 ℃下发酵。

1.3 调查统计

分别在发酵后14 d、21 d 随机取样调查发酵情况，每处理每次取3 瓶。具体调查方法为在各取样发酵瓶中加入400 mL 清水充分摇匀后静置24 h 使发酵后轧花废弃物中的水溶性物质完全溶解，用4 层纱布封发酵瓶口过滤，弃滤液。将轧花废弃物（滤渣）连同发酵瓶放入烘箱，37 ℃下烘干，然后称量，计算每个处理的腐熟率。腐熟率计算公式为rF＝（50＋mg－mG）/50×100%，其中rF为腐熟率，mG为发酵后发酵瓶和滤渣的质量，mg为发酵瓶的质量。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2016 进行数据整理，采用SAS 9.4 进行单因素方差分析，采用最小显著差数法进行各处理间差异显著性检验。

2 结果与分析

在发酵后14 d 和21 d，7 种处理的轧花废弃物腐熟率见表1。

表1 不同处理轧花废弃物的腐熟率比较

发酵后14 d，处理3 和处理4 的腐熟效果最佳，腐熟率分别为44.46%和43.35%；其次为处理2、处理5 和处理6，腐熟率分别为40.59%、40.71%和40.57%；使用“发粪宝”腐熟剂的处理7 腐熟效果最差，腐熟率仅为36.55%，且与空白对照处理1无显著差异（表1）。

发酵后21 d，与处理1 相比，使用6 种腐熟剂的腐熟率均显著提高（表1）。使用“欧克”粉剂和“人元”腐熟剂的处理5 和处理4 腐熟率显著高于其他处理，与空白对照相比提高了24.44 和24.06百分点；其余腐熟剂处理的腐熟率均显著低于“欧克”粉剂和“人元”腐熟剂。

腐熟率是反映轧花废弃物发酵程度的最直观指标，相同时间内腐熟率的变化可体现废弃物发酵速率的差异[9,12]。综合分析发酵后14 d 和21 d 的腐熟率发现，空白对照在发酵后14～21 d 这段时间的腐熟率仅增加了2.20 百分点，而添加腐熟剂的处理2～7 在这段时间腐熟率增加了7.90～19.13 百分点。其中，“欧克”粉剂处理腐熟率增长最多，其次为“人元”腐熟剂，“欧克”液剂处理的腐熟率增长最少。

3 结论

在发酵后21 d，6 种腐熟剂均能显著提高轧花废弃物的腐熟率，其中“欧克”粉剂和“人元”腐熟剂的腐熟效果最好，其次为“君德”腐熟剂。结合发酵后14 d 和21 d 腐熟率的变化认为，“欧克”粉剂和“人元”腐熟剂最适用于轧花废弃物的发酵。