利用煙田廢棄生物質生產生物有機肥的可行性研究

陳崗　董繼翠　王躍金　布云虹　耿少武　柴云霞

摘要 [目的]探索科學利用煙田廢棄生物質的模式，為實現農業清潔生產、循環利用的可持續發展提供理論依據與借鑒。[方法]從云南省楚雄州煙田廢棄生物質的處置現狀出發，通過毀形機械和煙草速腐劑篩選，煙田廢棄生物質堆捂發酵工藝研究，生物有機肥綜合對比調查，煙田煙株病害調查，對利用煙田廢棄生物質生產生物有機肥進行了探索。[結果]河南洛陽四達926A型4刀片青貯側草機發酵時間短，效果好；煙草速腐劑天緣·母露可用于堆捂發酵，以對圈肥的堆捂效果最好；生產有機肥3 000 t，成功獲得粉狀肥料和粒狀肥料2個商品性系列產品，凈收益101.1萬元；廢棄生物質集中無害化處理的煙田煙草炭疽病和赤星病發病株率較常規田塊低12～15個百分點，花葉病株率較常規田塊低2～3個百分點，兩黑病發病株率較常規田塊低5～7個百分點。[結論]利用烤煙大田生產中所產生的不采烤鮮煙葉、煙花煙杈、病殘葉、雜草、煙桿等進行集中無害化處理，生產生物有機肥具有一定可行性。

關鍵詞 煙田廢棄生物質；生物有機肥；循環經濟學；楚雄州

中圖分類號 S572 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）05-159-02

Abstract[Objective] To find the scientific utilization mode of tobacco field waste biomass， and to provide theoretical basis and reference for the sustainable development of agricultural clean process project and cyclic utilization. [Method] Starting from the present treatment situation of tobacco field waste biomass in Chuxiong prefecture of Yunnan Province， damage machinery and tobacco rapid rot agent were screened. Fermentation technology of tobacco field waste biomass was compared with the bioorganic fertilizer. Field tobacco plant diseases were investigated； bioorganic fertilizer production by tobacco field waste biomass was discussed. [Result] Luoyang Sida 926A 4 blade silage side grass machine had short fermentation time and good effects； tobacco fast rot agent Tianyuan Mulu could be used for stacking fermentation， and had the optimal stacking effects on barnyard manure， which produced 3 000 t organic fertilizer， and successfully obtained two commercial products of powder fertilizer and granulated fertilizer. The net income was 1011 thousand yuan. Incidence rates of brown spot and Colletotricum destructivum and concentrated harmless treatment of abandoned biomass was 12-15 percentage points lower than that of conventional field， respectively. Incidence rates of mosaic disease and two black diseases were 2-3 percentage points and 5-7 percentage points lower than conventional field， respectively. [Conclusion] Concentrated harmless treatment was carried out in fresh fluecured tobacco leaves， diseased leaves， weeds and tobacco stems in field production； its production of organic fertilizer has certain feasibility.

Key words Tobacco field waste biomass； Bioorganic fertilizer； Circular economics； Chuxiong prefecture

楚雄州煙葉種植歷史悠久，常年種植烤煙4.67萬hm2左右，是云南省優質煙葉的主產區。長期以來，煙田廢棄生物質的不合理處置成為影響煙葉生產和質量的安全隱患，煙農習慣將采摘的煙花、煙杈、病殘葉隨意丟撒于煙田路邊和水溝中[1]，一方面，導致烤煙大田煙株葉斑病、根莖病和花葉病等病害交叉感染并大量暴發，影響煙葉生產的產質量；另一方面，浪費資源，污染環境。目前，煙田廢棄生物質的優化處置方式主要有鮮煙葉壓入茶園、果園、林地做肥料處理，集中堆捂發酵做農家肥處理作為沼氣原料等方式[2]，而集中堆捂發酵做農家肥處理欠缺完整的工藝和成熟的菌劑，楚雄州在這方面的研究尚屬空白。循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，以減量化、再利用、資源化為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征的符合可持續發展的增長模式[3]。在倡導綠色生態、低碳環保的理念下，對資源的重復利用顯得尤為重要，綠色生態煙葉清潔生產成為當前煙葉生產的迫切要求[4-5]。針對楚雄州煙田廢棄生物質的處置現狀，筆者對利用不采烤鮮煙葉、煙花煙杈、病殘葉、雜草、煙桿等煙田廢棄生物質，生產生物有機肥技術工藝與運營模式進行了研究，旨在為科學地利用煙田廢棄生物質及實現綠色生態煙葉清潔生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗示范地點：楚雄市子午以口段光龍烘烤合作社、東華鎮利群煙葉種植管理專業合作社、祿豐縣勤豐煙農專業合作社；試驗示范面積：楚雄市東華1 333.33 hm2，子午鎮1 333.33 hm2，姚安縣棟川鎮1 000.00 hm2，祿豐縣勤豐鎮333.33 hm2烤煙大田連片示范區；生產材料：煙田廢棄生物質（不采烤底腳葉和上部葉、煙花煙杈、病殘葉、雜草、煙桿）、速腐劑、煙沫干料等。

1.2 試驗設計

1.2.1 煙田廢棄生物質毀形機械篩選試驗。

共設3個處理，即H1：河南洛陽四達926A型青貯側草機2片毀形刀片；

H2：河南洛陽四達926A型青貯側草機3片毀形刀片；

H3：河南洛陽四達926A型青貯側草機4片毀形刀片。

1.2.2 煙草速腐劑篩選和堆捂發酵工藝試驗。

共設4個處理，即Y1：圈肥800 kg，油餅（油枯）10 kg，復合肥10 kg，鈣鎂磷肥20 kg，天緣·母露500 mL，非煙田砂壤土1 200 kg；

Y2：秸稈1 000 kg，尿素3 kg，油餅（油枯）10 kg，復合肥10 kg，鈣鎂磷肥20 kg，天緣·母露500 mL，非煙田砂壤土1 200 kg；

Y3：秸稈和圈肥各500 kg，油餅（油枯）10 kg，復合肥10 kg，鈣鎂磷肥20 kg，天緣·母露500 mL，非煙田砂壤土1 200 kg；

Y4（CK）：秸稈1 000 kg，尿素3 kg，油餅（油枯）10 kg，復合肥10 kg，鈣鎂磷肥20 kg，非煙田砂壤土1 200 kg。

1.3 試驗方法

毀形機械和煙草速腐劑篩選、煙田廢棄生物質堆捂發酵工藝和生物有機肥采用綜合對比調查方法，堆捂發酵生產分為4個區：集中區→毀形區→發酵區→成品區，由楚雄市意鑫有機復合肥商貿有限公司、昆明東燃科技開發有限公司承擔；煙田煙株病害調查采用同田對比方法。

1.4 項目測定與方法 測定毀形機械粉碎物料長度、生產效率；煙草速腐劑

天緣·母露堆捂發酵溫度、生物有機肥加工成本、凈收益；田間煙草葉斑病、根莖病發病率按煙草病害分級及調查方法（YC/T 39—1996）進行調查。

2 結果與分析

2.1 煙田廢棄生物質毀形機械篩選

由表1可知，隨著毀形機械刀片由2片增加到4片，粉碎成品物料長度由25～35 cm減少至10～15 cm，粉碎物料長度偏長，不利于廢棄生物質堆捂發酵，發酵時間長；處理量由80～100 t/d增加至100～120 t/d，處理效率提高20%。通過示范篩選基本確定了河南洛陽四達926A型青貯側草機為煙田廢棄生物質的毀形機械，該機型鋼結構機架體積小，重量輕，移動方便；采用先進的喂草機構，獨具喂草輥裝置，自動喂料，輸送鏈不纏草，喂草順暢，生產率高，整機安全可靠；毀形機械刀片由2片改為4片，單臺處理煙田廢棄生物質110～120 t/d（生產效率10.0～15.0 t/h），配用電機7.5 kW，粉碎成品物料長度 10～15 cm，發酵時間短，效果好。

2.2 煙草速腐劑篩選和堆捂發酵工藝

從圖1可以看出，使用天緣·母露堆捂3 d，Y1在堆捂第3天（2013年11月23日）溫度達到71.0 ℃，到第24天（12月13日）時最低，僅37.0 ℃；Y2在堆捂前8 d溫度基本平穩，從第9天（11月29日）開始溫度升高，到第14天（12月4日）達最高溫，為61.0 ℃；Y3堆捂3 d后溫度達到60.0 ℃，隨后逐漸升高，至第13天（12月3日）最高，達66.5 ℃；CK堆捂溫度較其他處理低，為32.5～48.0 ℃。

通過60 d的堆捂并對物質的觀察，Y1圈肥已腐熟，腐殖為黑色，較柔軟；Y2秸稈輕微腐熟，腐殖為黃黑色，堆捂物質有一定強度；Y3圈肥與秸稈混合物基本腐熟，黃黑色，較柔軟，堆捂物質基本無強度；CK較其他處理差，無腐熟跡象。由此可知，天緣·母露可用于堆捂發酵，以對圈肥的堆捂效果最好，其次是圈肥和秸稈混合物，再次為秸稈。

2013～2014年重點對鮮煙葉無污染發酵技術和工藝流程進行優化，篩選出煙草速腐劑天緣·母露不適用煙葉的堆捂發酵，在煙草速腐劑堆捂發酵工藝中加入煙沫干料，廢棄生物質廢汁液大大減少，較好地解決了堆捂發酵過程中廢汁液外流的問題。通過對發酵菌劑配方的改進成功解決了堆捂發酵過程中廢棄生物質揮發難聞氣味的問題，明顯減少了對周圍環境的污染，研制出一套適合楚雄州煙田廢棄生物質生產生物有機肥的技術，工藝流程如圖2所示。

2.3 生物有機肥加工成本及效益

2013～2014年示范區合計處理煙田廢棄生物質（含煙桿）3萬t，成功獲得商品性系列產品2個（粉狀肥料、粒狀肥料），生產有機肥3 000 t，除去生產成本凈收益101.1萬元，所生產出的生物有機肥曲香、清潔、肥效高，通過化驗分析，研發生物有機肥配方中總養分≥5.00%，有機質≥41.46%，腐殖酸19.64%，氮1.03%，磷2.52%，鉀3.38%，pH 5.5～7.5。生物有機肥的施用，不僅有利于土壤改良，降低化肥施用量，還能實現田間廢棄有機物的循環利用[5-7]。目前生物有機肥已應用于楚雄州香蕉、葡萄、玉米、石榴、蔬菜、核桃等糧食和經濟作物生產中，示范面積達1 000余hm2，產生了較好的經濟效益和社會效益。

2.4 煙田煙株病害調查

由表2可知，示范區與對照區比較，廢棄生物質集中無害化處理煙田的煙株病害發生率明顯低于常規處理區，示范區的炭疽病、赤星病發病葉率較對照區低12～15個百分點，花葉病發病株率較對照區低2～3個百分點，兩黑病發病株率較對照區低5～7個百分點。

3 結論與討論

（1）該研究表明，對示范區烤煙大田生產中所產生的不

采烤鮮煙葉、煙花煙杈、病殘葉、雜草、煙桿等進行集中無害化處理，生產生物有機肥，項目區煙田環境大大改善，實現了煙葉清潔生產，煙葉病害發生率降低，減小了大田農藥使用量和化肥使用量，烤煙大田長勢整齊，煙株清秀病害少，經濟社會效益顯著。因此，楚雄州煙田廢棄生物質資源化利用生產生物有機肥技術對國內類似煙區也有一定的借鑒指導作用。

（2）通過2013～2014年實踐探索，資源化利用集中處置煙田廢棄生物質生產生物有機肥的過程中，一些農戶由于受傳統思維觀念的影響，加之煙田廢棄生物質容重輕、體積大，導致煙田廢棄生物質難收集和運輸成本偏大，田間廢棄生物質收集數量不夠，影響煙田廢棄生物質處置和生物有機肥生產的數量。建議今后利用煙田廢棄生物質生產生物有機肥以專業合作社為單位，實行就地取材、科學處理、自產自銷、合理利用的處理模式，即把該轄區內煙農的煙田廢棄生物質集中起來，計價或對應返還產品，進行無害化處理，最后由合作社按社員上交的煙田廢棄物對應付款或發放肥料產品。

參考文獻

[1]楊丁元，李志剛.談煙草廢棄物處理的思考[C/OL]//煙草發展技術論文，2013：33-34[2015-12-02].http：//www.zhazhi.com/lunwen/nykx/ycfzjslw/45877.html.

[2]余云東，高體仁.綠色生態煙葉開發[M].北京：科學出版社，2012：38-56.

[3]楊丁元，李志剛.關于煙草廢棄物（無害化）處理粗放利用產業化的研究與思考[J].農業開發與準備，2013（5）：46-49.

[4]王建安，瞿興，徐發華，等.淺談烤煙基本煙田廢棄物的綜合利用[J].中國農學通報，2012，28（34）：138-142.

[5]劉維涓.基于循環經濟理論下的煙草廢棄資源綜合利用產業鏈研究[D].昆明：云南大學，2010：14-16.

[6]陳瑞泰.中國煙草栽培學[M].上海：上海科學技術出版社，1989：158-175.

[7]胡榮海.云南煙草栽培學[M].北京：科學出版社，2007：69-83.