小規模蠶沙好氧堆肥中試及蠶沙肥效調查

葉學林 仰勇 陳欽藏 李慶榮 羅永森 楊瓊

（1茂名蠶業技術推廣中心，廣東化州 525100；2廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，廣東廣州 510610）

化州蠶區養蠶歷史悠久，目前仍是廣東蠶桑主產地區，桑園面積達9.1萬畝。生產上的傳染性蠶病病原菌主要來自排泄的蠶糞及混雜的病死蠶，是蠶病病原的主要載體[1]。長期以來，蠶沙在蠶區亂丟亂棄現象極為嚴重，且對其危害未引起足夠的重視。對蠶沙病原的無害化處理是蠶病防治的一個重要盲區，未能指導生產。十二五期間，國家蠶桑產業技術體系開展蠶沙無害化專項研究，建立了蠶沙化學消毒堆肥一體化技術[2]，徹底解決了蠶沙病原無害化和蠶沙肥害無害化的難題。

為了減少蠶沙病原的污染，將蠶沙變廢為寶，解決蠶區的生產難題，項目組在化州笪橋建成批處理能力15 t的蠶沙無害化處理及肥料化中試示范基地，以蠶沙為主要原料，桑枝為調理劑，以蠶沙消毒堆肥一體化技術為核心，開展小規模蠶沙就地消毒集中堆肥處理工藝和蠶沙肥效研究，為以養蠶村為處理單位開展凈化蠶區的病原和生態環境污染，實現廢棄物資源化利用提供技術參考。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

蠶沙：將表面消毒后的蠶沙集中收集，運至基地作為堆肥原料。

桑枝：從蠶區收集，曬干后粉碎，干燥處理后保存備用。

桑種子：由廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所提供。

1.2 試驗方法

小規模蠶沙集約化堆肥處理基地建設：在化州笪橋建立蠶沙小規模堆肥處理中試基地，場地總面積300 m2,堆肥批處理能力為15 t。按照相對完整的好氧堆肥系統規劃不同功能區域，包括原料儲存、原料預處理、發酵、陳化、成品儲存等。

小規模好氧堆肥處理：將粉碎后桑枝做為調理劑，將蠶沙：桑枝粉按80：20的比例混合，用鏟車進行攪拌，使物料均勻，調整含水率在50%-55%，C/N為15∶1-20∶1。堆肥材料中加入微生物菌劑，菌劑添加量為0.3%。采用條剁堆肥方式，堆體底部寬為150 cm左右，堆高為80 cm，7d翻堆1次。

堆肥的腐熟度評價指標研究：選擇物理指標和生物指標作為小規模堆肥腐熟度快速判斷標準。其中物理學指標選用顏色、氣味、堆溫等指標，顏色指標采用目測法，氣味指標采用鼻嗅法，堆溫指標采用電子數顯溫度計于每日上午8:00和下午5:00分兩次記錄蠶沙各部位的溫度，取兩次數值的平均值作為當天的堆溫。生物學指標選擇種子發芽指數(GI)[3]，每隔7d取樣調查發芽指數。綜合以上各指標提出小規律蠶沙堆肥腐熟度快速判斷標準。

蠶沙有機肥肥效調查：在笪橋原蠶桑園開展堆肥腐熟后的蠶沙有機肥肥效試驗，設化肥對照，化肥對照的施肥方法是采用造桑造肥，蠶沙有機肥組是在化肥組造桑造肥的基礎上，冬期增施蠶沙有機肥作基肥，用量為2250 kg/畝，調查了桑園土壤有機質含量、桑葉產量、桑葉主要營養成分可溶性糖含量。

2 試驗結果

2.1 腐熟度評價指標

2.1.1 物理指標

顏色變化：堆肥開始時顏色以墨綠色為主，隨著堆肥的進行顏色逐漸加深，最后呈深褐色和黑色。

氣味變化：蠶沙在堆制前無明顯臭味，帶有桑沙特有的氣味，隨著發酵后逐漸散發去輕微的臭味，堆制28d后臭味基本消失，發出腐殖質特有的氣味。

堆肥溫度變化：蠶沙堆肥后升溫迅速，第3天達到最高溫65℃，高溫期≥55℃可達14天，這一溫度符合蠶沙病原滅活要求[4]。經過4次翻堆處理后(28d)，堆肥溫度明顯下降且趨于常溫，見圖1。

2.1.2 生物學指標

共進行了5次取樣，分別為堆肥混合后堆制前、堆肥后第7d、第14d、第21d和第28d，發芽指標分別為19.2%、26.1%、34.3%、50.6%和68.6%，堆肥后第21d起的堆肥浸提液的發芽率開始超過基本腐熟指標50%要求，見圖 2[5]。

圖1 堆肥化過程中溫度變化

圖2 堆肥化過程中發芽指數變化

2.2 蠶沙有機肥肥效

對土壤有機質影響：施用充分發酵后的蠶沙有機肥和常規化肥對照桑園的有機質含量進行調查，常規化肥桑園土壤有機質為12.4 g/kg，蠶沙有機肥土壤有機質為23 g/kg，提高比例達到85.5%，表明施用蠶沙有機肥能提高桑園土壤肥力。

對桑葉產量和品質的影響：常規施用化肥桑園的桑葉產量為1960 kg，蠶沙有機肥桑園桑葉產量為2385 kg，增產指數達21.7%，增產效果顯著，且葉質更優，可溶性糖含量比對照提高了31.6%。表明施用蠶沙有機肥能提高桑葉的產量和質量，見表1。

表1 桑園施用蠶沙有機肥和化肥的試驗調查

3 結論

3.1 堆肥腐熟度快速評價

堆肥腐熟度的評價指標通常包括物理指標、化學指標和生物學指標等[6]，但以養蠶村為單位開展小規律蠶沙堆肥處理，如果對以上指標都進行考察的話，執行難度大。因此，有必要建立簡便的堆肥發酵腐熟度快速評價標準，方便實際操作和執行。本試驗以蠶沙堆肥過程中的物理和生物學指標進行分析，充分考慮了評價標準建立的簡便性和科學性。

堆體的顏色、氣味和溫度變化是評價有機肥是否腐熟的最為直觀的指標，且判別方法簡單。隨著蠶沙好氧發酵時間的延長，堆體的顏色逐漸由蠶沙特有的墨綠色轉變為腐熟堆肥的褐色、黑色；氣味也從蠶沙特有的氣味變為發酵產生的輕微腐臭味最終氣味減弱至消失，最后散發出堆肥充分腐熟后形成腐殖質特有的氣味；溫度變化反應了堆肥過程中微生物活動的變化規律，本試驗的堆溫表現出升溫—高溫—降溫的好氧堆肥的基礎溫度變化規律。因此，將蠶沙堆肥顏色、氣味和溫度作為蠶沙堆肥腐熟度評價的表征指標。

未腐熟的堆肥中含有大量有機酸及多酚等對植物產生毒害作用的物質，會抑制植物的生長發育，產生通俗意義上所說的“肥害”，而這些物質會隨著堆肥化程度加深逐漸地被轉化，因此，以堆肥水浸提液對植物種子的毒性實驗檢驗腐熟度是最精確和最有效的方法。Zucconi等提出當發芽指數到50%時堆肥對植物已基本沒有毒性、基本腐熟，而當GI≥80%堆肥完全腐熟[5]。本試驗中，堆肥21d起的堆肥浸提液發芽率開始達到并超過基本腐熟指標50%要求。

綜上，本試驗提出以蠶沙堆肥處理后的堆肥顏色、氣味和溫度等物理指標和種子發芽率生物指標發芽指數可作為蠶區小規模蠶沙堆肥腐熟效果快速判斷的指標，為生產提供簡便和科學的鑒別技術標準。

3.2 堆肥肥效評價

腐熟的蠶沙施用于桑園后，能提高土壤的有機質含量。土壤有機質指各種來源以各種形態和狀態存在于土壤中的各種含碳有機化合物，包括天然有機質和非天然有機質[7]。蠶沙就屬于非天然有機質。有機質可以為作物提供養分、保水、保肥、提高土壤緩沖能力和促進土壤團粒結構的形成、改善土壤的物理性質等提高提高土壤肥力的作用。另外，本試驗調查也證實了蠶沙肥對提高桑葉產量和質量的作用。本試驗再次充分證明了蠶沙有機肥是優質的有機肥材料，能起到提高土壤肥力、提高作物產量和質量的效果，配合化肥等速效肥的使用，可以提供長期持續均衡的營養供應，值在推廣應用。

[1]廖森泰,楊瓊,張發寶,等.關于蠶沙產地無害化和肥料化處理技術體系構建思路[J].蠶業科學,2011,37(6):1086-1088.

[2]楊瓊,廖森泰,冉艷萍,等.化學消毒和堆肥一體化處理對蠶沙中病原物的消毒效果[J].蠶業科學,2014,40(8):1078-1083.

[3]顧文杰,張發寶,徐培智,等.廢棄蘑菇基料用作蠶沙好氧堆肥調理劑的試驗[J].蠶業科學,2011,37(3)：579－585.

[4]楊瓊,廖森泰,邢東旭,等.改良蠶沙靜態好氧堆肥的發酵溫度及對家蠶病原菌的滅活效果 [J].蠶業科學,2012,38(6):1018-1023.

[5]Zucconi F,Pera A,Fore M,et al.Evaluating toxicity of immature compost[J].Biocyle,1981(22):54-57.

[6]羅泉達.豬糞堆肥腐熟度指標及影響堆肥腐熟因素的研究[D].福建農林大學,2005.

[7]竇森.土壤有機質[M].北京:科學出版社,2010.